WinCC 高速数据采集的实现

摘要 WinCC 采用 RawData 归档数据链接的方式实现对 S7-400 PLC 的高速数据采集
关键词 WinCC ，RawData ,数据采集，SFB37，AR_SEND ，归档
Key Words WinCC ，RawData ，Data Collection ，SFB37，AR_SEND ，Archiven

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前言

在一些应用场合，需要上位机对高速变化的过程数据进行归档记录。对于一般的网络通讯方式来说，WinCC 能提供的最高刷新速度是250 毫秒，但WinCC 采用RawData 归档数据链接的方式可以实现对S7-400 PLC 的高速数据采集。原理是PLC 将每个循环周期所采集的过程值（或PLC 以其他方式得到的数据或数据包）以一定的顺序存放在具有一定的格式的DB块中，当到达一定的数量后，PLC可以调用系统功能块 SFB37（AR_Send）将这个DB块主动地发送给WinCC, 然后WinCC会在后台自动调用标准化DLL来拆解数据，并将其按时间顺序保存在数据库中。在WinCC的过程画面中，可以使用在线趋势控件或在线表格控件来查看所采集的数据。
由于是批量传送，可以有效地提高通讯效率，使高速数据采集成为可能，而这时所谓的采集频率就取决于你对保存在DB 块中的各过程值间的时间间隔的定义。可以定义的最小的时间间隔是1 毫秒。但如果是PLC 每个循环周期采样一次，那么定义的时间间隔应大于PLC 循环周期。DB块的最大尺寸是16KB。
详细信息请参见WinCC的帮助文件：WinCC System Information->通讯->SIMATIC S7 Protocol Suite->特殊功能->使用S7功能块AR_SEND进行数据交换。n

条件

1. WinCC的版本为 V5.1 或更高
2. S7-400系列CPU
3. WinCC站与S7-400站建立S7连接（包括 MPI, ProfiBus, TCP/IP,工业以太网都可以实现）
4. 编程人员能够熟练地使用STEP7和WinCC

本例介绍了WinCC如何在相同时间间隔(10ms)下实现对两个过程变量采集归档的方法，即上述WinCC帮助文件中的示例6。n

所使用的操作系统和软件环境如下： 1. Windows7 Professional SP1
2. STEP7 V5.5 SP3 HF1
3. WinCC V7.2 Upd3
4. SIMATIC NET V8.2 SP1
5. WinAC RTX 2010(V4.6) SP1
注意：在本例中使用WinAC RTX代替S7-400，编程方式是相同的。WinAC RTX 2009(V4.5)及更高版本支持SFB37(AR_Send)。

步骤:

1. 在新建的STEP7项目中新建PC Station，分别插入WinCC Application和WinLC RTX（必须定位在2号槽位），如图1所示。

图1
2.在NetPro中选择PC Station中的WinCC Application，双击下方表格的空白处插入S7 Coection，如图2、图3和图4所示。

图2

图3

图4
3.在WinLC RTX中新建Data Type(UDT1)，参照上述WinCC帮助文件中数据块的架构和参数介绍，定义过程变量的结构，如图5所示。

图5
4. 在WinLC RTX中新建Data Block(DB1)，定义数组，类型选择UDT1，如图6所示。
WinCC 高速数据采集的实现
图6
5. 参照上述WinCC帮助文件中AR_SEND的变量属性，为DB1的数组PV分配如下相应的初始值：
PV(1).HeaderType=9
PV(1).Cycle=10
PV(1).Unit_Type=1
PV(1).Unit_Range=3
PV(1).AR_ID_SubNum=1
PV(1).DataType＝2
PV(1).NumOfPV=100
PV(2)的初始值和PV(1)基本相同，注意PV(1).AR_ID_SubNum=2。
6. 在WinLC RTX中新建Function Block(FB1)，在Interface-IN中新建输入参数AR_Send，选择Data Type为AR_Send，调用SFB37(AR_SEND)发送DB1，如图7所示。

图7
7. 在WinLC RTX中新建Fucntion(FC1)，调用FB1，并调用SFC1(READ_CLK)读取当前系统时间并写入DB1，如图8所示。

图8
8. 在WinLC RTX中新建Function(FC3)，指定SFB37(SAR_Send)发送的数据包长度，如图9所示。

图9
9. 在WinLC RTX中新建Organization Block(OB100)，调用FC3。
10.在WinLC RTX中的OB1中调用FC1。
11. 选择菜单Options-'Compile Multiple OSs' Wizard-Start，编译AS-OS，如图10、图11所示。

图10

图11
12. 在WinCC Application中打开OS，在WinCC中打开变量管理器，在SIMATIC S7 Protocol-Named Coections中新建变量AR_Send(Raw Data)、Req_AR_Send(M20.0)和Res_TimeStamp(M40.0)，如图12、图13和图14所示。

图12

图13
WinCC 高速数据采集的实现
图14
13. 在变量记录中新建过程归档Processvaluearchive，选择New Process Controlled Tag，在Raw Data Tag中选择变量AR_Send，并分配参数AR_ID和AR_ID-Subnumber为1，参数需要和步骤5中相对应；注意需要新建两个过程控制变量，第二个过程变量的AR_ID-Subnumber为2，如图15、图16和图17所示。

图15

图16

图17
14. 在画面编辑器中新建画面，插入IO域组态变量Req_AR_Send(M20.0)和Res_TimeStamp(M40.0)，再插入WinCC Online Table控件组态变量记录Processvaluearchive，如图18所示。

图18
15.在Set PG/PC interface中设置S7Online为PC Internal(Local)，下载PC Station，如图19所示。

图19
16. 启动WinAC RTX，可以在Variable Table中为DB1的数组PV.PV输入相应的数据，参见步骤5中的描述，如图20所示。

图20
17. 激活WinCC项目，置位变量Req_AR_Send(M20.0)和Res_TimeStamp(M40.0)后，可以在WinCC Online Table控件中查看到WinAC RTX发送到WinCC变量记录的数据，如图21所示。
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图21
17. 需要注意的是，本例中只是简单地实现了PLC发送过程数据到WinCC的归档，用户需要根据实际情况选择发送数据的数据结构，自行编写PLC程序将过程数据写入SFB37(AR_SEND)要发送的数据块，并定义触发SFB37的逻辑。