用WinCC实现S7-200控制系统的远程监控

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2024年5月9日发(作者：)

信息化工业

DOI：10.16660/.1674-098X.1910-9898-1911

2020 NO.22

Science and Technology Innovation Herald

科技创新导报

用WinCC实现S7-200控制系统的远程监控

①

郝娟芳 张润怀

(包头钢铁职业技术学院 内蒙古包头 014030)

摘 要：PLC自动控制系统是目前工业自动化应用的主流, 西门子S7-200 PLC在小型PLC控制系统中应用非常广

泛。WinCC是SIEMENS与Microsoft公司合作开发的开放的过程可视化系统，WinCC可以实现S7-300和S7-

400控制系统的远程监控，但不能与S7-200进行直接通信。为了让S7-200也能与WinCC通信，西门子开发了专门

用于S7-200 PLC的OPC服务器(server)软件PC Access, S7-200 PLC可以通过PC Access与WinCC通信。本文

以一个“楼宇高位水箱水位PLC控制系统”实际应用的简单实例，详细介绍了用WinCC实现对S7- 200控制系统

的远程监控。

关键词：S7- 200 PC Access WinCC 远程监控 控制系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)08(a)-0001-05

Remote Monitoring of S7-200 Control System with WinCC

HAO Juanfang ZHANG Runhuai

(Baotou Iron&Steel Vocational Technical College, Baotou, Inner Mongolia Autonomous Region, 014030

China)

Abstract: PLC automatic control system is the mainstream of industrial automation application at present,

and siemens S7-200 PLC is widely used in small PLC control system. WinCC is an open process visualization

system jointly developed by SIEMENS and Microsoft. WinCC can realize remote monitoring of S7-300

and S7-400 control systems, but cannot communicate directly with S7-200. In order to make S7-200

communicate with WinCC , Siemens developed OPC server (Server) software PC Access, which is specially

used for S7-200 PLC. S7-200 PLC can communicate with WinCC through PC paper introduces

in detail the operation process of remote monitoring of S7-200 control system with WinCC with a simple

example of practical application of "PLC control system for high water level of building".

Key Words: S7- 200; PC Access; W inCC; Remote monitor and control; Control system

PLC自动控制系统是目前工业自动化应用的主流。

西门子S7-200PLC具有操作简单的硬件和软件，体积

小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能强，可靠

性高，系统配置方便。S7-200PLC控制系统在集散自

动控制系统中充分发挥其强大功能，使用范围从替代

继电器的简单控制到更复杂的自动控制，与自动检测，

自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、

机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等都在广

泛使用。为了能够及时掌握控制系统的运行状态，还

需建立控制系统的在线远程监控。控制系统的远程计

算机监控，不但监控画面信息量大，画质细腻形象，而

且可以大大减少操作人员的劳动强度。通过计算机还

可以实现系统运行数据的归档、分析和报表打印等。

本文以一个实际应用实例：楼宇高位水箱水位

PLC控制系统，说明用WinCC实现S7-200控制系统远

程监控的方法。

1 高位水箱水位PLC控制系统的硬件组成及工作

原理

本控制系统的PLC选用CPU224XP，通信模块选用

S7-200的以太网扩展模块CP243-1。整个系统由深井

水源、潜水泵、逆止阀、上水管网、高位水箱、水位传

感器、供水管网、用户阀门、控制箱以及远程计算机组

成（见图1）。潜水泵置于深井当中，水泵起动时，通过

管道将深井水抽至高位水箱，使水箱水位升高，打开

①作者简介：郝娟芳（1971—），女，汉族，内蒙古包头人，硕士，高级讲师，主要从事工业电气自动化研究。

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图1 高位水箱水位控制系统工作原理图

图2 以太网向导1

图3 以太网向导2

放水阀门，水箱水位降低。通过人机界面或远程计算

机设定水位上限和水位下限，则PLC程序会通过水位

传感器随时检测水箱水位，自动控制水泵的起停，使

水位保持在水位上下限之间。

3 电脑需安装的应用软件

（1） S7-200的编程软件：STEP 7 MicroWIN V4.0

SP9。

（2）西门子WinCC组态软件：WinCC V7.0+SP3。

（3）专用于S7-200 PLC 服务器（Server）的V1.0

PC Access SP6。

2 高位水箱水位PLC控制系统的控制要求

实现水泵的手动控制及水箱水位自动控制。

（1）通过接在PLC输入点上的起动按钮和停止按

钮，对水泵手动控制。

（2）通过接在PLC输入点上的手自动转换开关，

实现水泵手动控制和自动控制之间的转换。

（3）在WinCC组态画面上组态起动按钮和停止按

钮，对水泵手动控制。

（4）在WinCC组态画面上组态手自动转换开关，

开关打至自动位置时，实现水位自动控制。当水位低于

水位下限时，水泵启动，当水位高于水位上限或水泵

过载时，水泵停止。

（5）在WinCC组态画面上组态过载复位按钮。当

水泵过载解除后，按下过载复位按钮，水泵方可重新

启动。

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4 用WinCC远程监控S7-200PLC控制系统

4.1 WinCC与S7-200 的以太网通信

为了通过以太网实现计算机的远程监控，系统中

增加了S7-200的以太网扩展模块CP243-1，首先需要

在编程软件中对该模块进行一些必要的配置。单击编

程软件“操作栏”的

按钮，单击→

→→，如图2所示。

如果要将CP243-1连接至已有的局域网，则需按

照该局域网所要求的IP地址进行设置，本系统中的

CP243-1只和PLC连接，因此可以任意设定，如将IP地

址设为192.168.1.1，子网掩码设为255.255.255.0，单击

按钮，如图3所示。

将“要为此模块配置的连接数目”设置为1（视实

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图4 以太网向导3

图7 计算机本地连接IP地址

际连接数而定，本系统为1），单击按钮，如图

4所示。

选中“接受所有连接请求”复选框，本地的TSAP

默认为10，将远程的TSAP改为11，并记住这两个传输

服务访问点，在以后的设置中要用到。单击

→

→→→，到此完成

了通信模块的设置。

4.2 编写以太网通信程序

CP243-1配置好后，在程序中调用以太网控制子

程序才能正确通信。定义网络1为“以太网通信”，如图

5所示，分别点红色 ？，输入地址（不可与程序在其它

地址冲突）即可，如图6所示。

首先将程序块和系统块通 过PPI电缆下载至

PLC，然后将CPU断一次电，再重新上电，这样上述设

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图5 以太网通信程序1 图6 以太网通信程序2

图8 设置接口

置才能起作用。此后，就可以通过以太网实现计算机

与PLC之间的通信了。

4.3 通过以太网实现程序的下载和监视

插好计算机与CP243-1之间的网线，设置本地连

接属性，如图7所示。

计算机本地连接的IP地址必须和已经下载至PLC

中 的CP243-1的IP地址设为同一网段不同地址(如已

下载至PLC的是192.168.1.1，此处设为192.168.1.2）连

接网线并拼一下PLC的IP。如果连接成功，再进行下面

通信接口的设置。

打开编程软件，单击操作栏中的

图标，弹

出“设置PG/PC接口”对话框，如图8所示。

选中TCP/IP，单击两次

按钮，此时就可以

用网线进行程序的下载、监视和测试了。这些设置也

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图9 PC Access中添加的项目

图11 添加后的驱动程序

是和Win CC之间进行以太网通信的必要条件。

4.4 PC Access SP3的设置和应用

WinCC 要访问S7-200的数据必须通过PC Access，

它是连接WinCC与S7-200的桥梁。PC Access从S7-

200中读取数据，WinCC从PC Access 中读取数据。首

先在PC Access中建立与PLC的连接，然后建立WinCC

需要访问的数据，在PC Access中称为项目，所建项目

通过测试后，说明连接成功，就可以被WinCC访问。

(1)建立PC Access 项目。

双击PC Access快捷图标

将其打开，新建一个

PC Access项目文件，将其起名，选择路径保存。

(2)建立PC Access与PLC的连接。

在新建的PC Access中，右击MicroWin(TCP/IP),选

择“新PLC(N…)”选项，右击NewPLC,在弹出的快捷

菜单中选择“属性”选项，输入IP地址（该地址要和

下载至PLC中的IP地址完全一致），填写本地和远程

的TASP（注意与PLC中的本地和远程的TASP正好相

反），单击

按钮。

(3)增添PLC项目（变量连接）。

将WinCC项目中要访问的所有PLC变量都添加

到PC Access中。方法：右击NewPLC，依次选择“新”、

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图10 WinCC 新建的项目

图12 导入的变量

“项目”，弹出项目属性对话框，填写变量的符号、地

址、读写要求、数据类型，单击

按钮，即定义了

一个变量。如图9为本系统需要定义的全部变量。

(4)测试客户机。

通过测试客户机，可以检验各变量的通信质量，左

键拖动任意变量至“客户机测试窗口”，在工具栏中单

击

图标进行测试，如果变量后面的“质量”一栏

显示“好”，说明通信及变量测试正常，可以在WinCC

中调用了。

4.5 WinCC组态

(1)新建项目。

双击快捷图标

打开WinCC，单击图标，

选择新建一个“单用户项目”，单击

按钮，填

写项目名称和保存路径，单击

按钮。注意，

WinCC项目的保存路径不可嵌套太多，而且无论保存

路径中各文件夹以及项目名称里，都不要包含汉字，否

则运行可能不正常。等待新建项目全部打开后，如图10

所示。

(2)添加驱动程序。

必须添加OPC驱动程序WinCC才能实现对PC

Access的访问。右击“变量管理”，在弹出的快捷菜单

(下转8页)

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图5及图6所示。

等。

其三，实施团队的选择，航天工程公司数字化交付

平台由实施经验相当丰富的平台团队搭建，补充了不

少需求团队未考虑的问题，如：模型的大小对浏览效

果的影响，特殊字符，外部参照可能存在显示内容完

整性的影响等。

4 结语

数字化交付作为数字化工厂的重要数据来源，已

经越来越受到重视。在可预见的未来，数字化交付极

有可能成为一个工程公司必要的能力之一。本文通过

航天工程公司数字化交付平台建设过程中的点点滴

滴，简明阐述了平台建设的过程，对其中的难点和解决

对策做了重点描述。愿与大家一起为工程数字化添砖

加瓦。

3 数据移交

数字化交付的最终目的是“交付”，交付一个节点，

但是设计是一个过程，如何保障数据交付的及时性、

完整性、规范性是交付过程中需要关注的重点。

难点：

在设计结束时，统一收集交付数据，存在几点问

题。

（1）整理时间长，可能影响交付进度。

（2）收集齐全数据和文件难度增加。

（3）设计过程中如有不符合数字化要求的文件难

以发现。

（4）设计人员需根据设计和数字化两方面要求，

重复做两遍资料整理工作。

对策：

在设计过程中对文件进行实时收集整理，最好有

专门的设计文件管理系统。航天工程公司建设了设计

过程管控和文件归档一体化的设计文件协同管理系

统。通过建设设计文件协同管理平台和数字化交付平

台接口，实现设计过程管控和交付无缝衔接。同时，数

字化交付平台从协同管理数据库调取数字化交付物

后，可根据数字化交付要求对交付物进行自动命名及

分类管理，缩短了交付时间。本项目数字化交付平台

与设计文件协同管理平台接口逻辑及交付流程分别如

(上接4页)

参考文献

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[9] 吴春晖.基于Aveva net的数字化交付系统方案的研

究[J].上海化工,2019,44(11):18-20.

中选择“添加新的驱动程序”命令，选择,单击

按钮，展开OPC，可以看到添加的驱动程

序，如图11所示。

(3)建立新的连接，引入OPC服务中的变量。

右击OPC Groups(OPCHN Unit ＃1)，在弹出的快

捷菜单中选择“系统参数”选项，弹出“OPC条目管

理器”窗口，单击

前的“+”号，选择S7-200

OPCServer,单击按钮，单击按钮，双

，界面中会显示在OPC服务器中建立的

击

，单击

变量，将这些变量选中，单击

按钮，单击按钮，选中选项，单击

按钮，即可将变量导入WinCC中。如图12所

示。

在新建的连接中可以看到添加进来的变量，这些

变量都可以在组态画面时调用。

统中应用非常广泛。在计算机高度普及的今天，常常

需要把旧的小型控制系统纳入远程监控范畴。该实例

的操作过程可以作为S7-200远程监控的一个范例。

参考文献

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方案的探究[J].中国高新区,2018(2):26.

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[7] 旷利平.探讨城轨中信号系统的接口设计[J].科技创

新导报,2019,16(33):61-62.

5 结语

以上是用WinCC实现S7-200控制系统远程监控的

一个简单实例。通过以上步骤，即可用WinCC实现S7-

200控制系统的远程监控。S7-200在小型自动控制系

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