項目簡介
在國家某重點科研生產單位的戰略開發型項目中，其工藝要求是在生產加工過程中，需要對加工的大型部件進行精確的調姿，這就需要對承載加工部件的若干根pogo拄進行精確的同步、等位移控制。從而避免由於pogo拄的等時運動偏差過大而導致加工部件的鋼性結構被破壞的情況發生。
為了保證項目積極穩妥的推進直至最後成功，項目組決定其電氣控制系統採用西門子產品。其中西門子新一代運動控制系統simotiond445+ sinamicss120伺服驅動系統負責對承載大型加工部件的若干根pogo柱進行精確的位置同步控制，以保證加工的精密性符合生產需要。同時，其上位監控系統由原來基於操作員面板的protool組態軟體更換為功能更為強大的基於pc機系統的wincc，從而保證了從simotion中採集到的基礎數據在計算機中可以進行二次開發。
控制系統構成
除以上所描述的系統需求外，項目還要求網絡中的運動控制器和操作員面板的系統時間與上位監控計算機保持一致，即達到時間同步功能。現場運動控制和採集系統的硬體組成由圖1加以說明：
伺服驅動系統採用西門子全新的驅動器sinamics s120系列。
sinamics s120採用了完美的模塊化設計，將智能控制單元和功率單元相分離。其中，控制單元採用西門子simotiond445。各單元之間通過全新通訊標準-drive-cliq串行數字總線相連接。
各遠程分布式i/o和操作員面板通過標準的profibus工業現場總線與驅動系統相連。同時，simotiond445提供的標準工業乙太網接口使其可連接到廣域網上，與上位計算機進行數據交換。其數據信息流見圖2：
上位監控系統採用西門子wincc，其通訊採用的是opc技術。
操作員面板採用西門子wincc flexible組態軟體。
上位機wincc，simotion d445和操作員面板winccflexible要實現時間同步功能。系統功能實現由於西門子的上位監控軟體protool提供了基於運動控制器simotion的通訊驅動，因此可以通過簡單的組態實現與simotion的通訊，繼而將數據取入計算機中。
與protool不同，由於wincc本身沒有提供直接與simotion通訊的驅動程序，因此無法通過組態實現通訊。考慮到simotion的編程軟體scoutv4.0可以將運動控制器中的變量表生成標準的opc文件後被計算機上的simatic net軟體所加載，而simaticnet又提供了標準的opc通訊接口，因此可以實現與監控軟體wincc的數據通訊。
這樣，wincc作為opc通訊的客戶端，simaticnet作為opc通訊的伺服器，而simotion通過自身生成的標準的opc文件與simaticnet進行連接，從而實現了數據由底層最終到上層的傳遞。其性能完全可以替代protool的作用。
通訊準備條件
為實現數據的連通，上位機應安裝相應的作業系統和應用軟體，目前項目伺服器上安裝了以下西門子組態和編程軟體，其名稱和功能描述如下所述：
windows server 2003 standard edition multi-language sp1
step7 v5.4 sp1用於plc編程和組態opc伺服器。
simotion scout v4.0 hf8 用於simotion編程和生成動態的opc文件
wincc v6.2亞洲版 作為標準的opc客戶端與opc伺服器建立通訊連接。
simatic net 2006 hf1導入simotionscout生成的動態opc文件並作為標準的opc伺服器為客戶機提供數據源。
伺服器與simotion控制單元通過標準的工業乙太網相連接。保持同一網段。
將scout變量表導出為動態的opc文件
在simotionscout中，不同的邏輯程序塊對應著不同的變量symbol表，這就需要將不同變量表中的通訊變量導入到統一的watchtable中。為此，首先在scout中的programs一欄中右鍵點擊insert watchtable建立通訊表並取名為time_synchr。
在各個變量symbol表中選中要加載的變量，右鍵選擇add to watchtable功能後選擇剛生成的watch table表導入，如圖3。
生成用於通訊的watchtable後，需要將其導出為標準的opc文件。為此需要點擊菜單欄的options選項並選擇export opc data。。.一欄，在接下來彈出的組態菜單中選擇simatic net的版本和剛剛生成的watch table表名，如圖4。
在接下來的操作中要注意，因為simotiond445提供了兩個標準的乙太網接口，標識分別為x120和x220。因此，在接下來的步驟中，要選對協議和與伺服器建立連接的乙太網埠編號，項目中使用的埠是x120。選擇協議和通訊埠，如圖5所示。
opc伺服器與simotions7連接通訊的組態
將simotion的通訊變量導出成opc文件之後，下一步則建立opc伺服器，組態需要在安裝的simaticnet中進行，其步驟與simatic net通過s7connection與西門子標準plc連接並作為opc伺服器的組態過程一致：
在桌面右下角的station configurationeditor中插入opc server和ie general，並為網卡配置ip地址。
在simatic manager中組態pcstation站。具體為插入一個新的pc站，在pc站的hw config中分別組態opc server和ie general，將iegeneral配置到和simotion統一網絡中。
進入netpro環境組態s7 connection，在這裡需要注意的是在localid一欄中需要填入simotion scout中項目的設備名稱，即d445，並為其分配ip地址。
在netpro中編譯建立了s7connection後，下載到pc station到本機。
在simatic net中配置configuration consoleopc
伺服器建立完畢之後，需要在simatic net中導入simotion scout生成的動態opc文件。這樣，simotiond445即與opc伺服器建立了動態的數據鏈路。接下來wincc作為opc客戶端就可以從伺服器上讀取simotion的數據了。
首先在計算機「開始」菜單中打開simatic net的configuration console。進入到組態界面後，在application欄中依次點擊選擇opcsetting和symbols，之後點擊右邊的edit list按鈕。
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