MPS监控系统采用PROFIBUS总线连接各个工作单元的PLC与主控计算机，构成基于PC的自动化监控系统。PC机运行WinAC作为PROFIBUS总线的1类主站，PC机运行WinCC作为PROFIBUS总线的2类主站，其系统结构如图1所示。包括：监控计算机、PROFIBUS总线适配卡、PLC（S7-300）、PROFIBUS-DP总线网络。分布在现场的PLC节点分别连接生产线的送料、检测、加工、提取和存储单元，并通过PROFIBUS-DP通信接口与总线相连；监控计算机运行软PLC软件WinAC和组态软件WinCC并通过总线适配卡和连接在PROFIBUS-DP总线网络上的各个单元的PLC之间进行实时通信，从而实现整个模块化生产加工系统的分散控制和集中监管。
图1 模块化生产加工系统的总体结构
三、 MPS监控系统的组态
调试与检验基于PC的现场总线系统前必须组建总线网络，并进行网络组态。组态是在STEP 7软件中完成的，主要分为以下几步。
第1步：组态基于WinAC的PC主站。启动SIMATIC Manager，创建一个新的工程，并在此工程下插入一个“SIMATIC PC Station”。将默认名“SIMATIC PC Station（1）”改成站名“WinAC”。在SIMATIC Manager中选择WinAC，双击“Configuration”，进入HWConfig硬件组态编辑器。在HWConfig窗口右边的硬件目录中选择WinLC V4.1，用鼠标拖入左边的2号插槽中，WinLC是WinAC中的Logic Controller组件。在硬件目录中选择V4.1下的CP 5613，将它拖放到左边WinLC下的IF1插槽中，与在PC Station中的组态一致。接着自动弹出Properties-PROFIBUS对话框，单击new按钮新建一个PROFIBUS总线，设置总线的参数，并设置本站的PROFIBUS地址为1，基于WinAC的PC主站组态完成界面如图2所示。

图2 WinAC主站组态界面
第2步：组态S7-300 PLC从站。MPS各个工作单元的PLC包括CPU和信号接口模块，这些硬件信息也需要组态。以检测单元为例说明PLC的组态过程，在刚刚建好的工程中插入一个SIMATIC 300 Station，将默认名“SIMATIC 300(1)”改成站名“Testing”。在SIMATIC Manager左边浏览窗口中选择站点Testing，双击Hardware，进入HW Config硬件组态编辑器。对S7-300的机架、电源、CPU、信号接口模块等按其实际配置类型和物理地址进行组态，其中在CPU 的组态中设置总线地址，Testing站地址设为3。
第3步：点击NetPro按钮查看整个PROFIBUS总线网络组态信息，并将组态信息通过编程通讯电缆下载到PLC并进行确认，依次完成各WinAC主站与PLC从站的组态后，便构成了PROFIBUS–DP总线网络。组态好的界面如图３所示。

图３ 模块化生产加工系统的网络组态界面
控制系统的PLC程序是采用西门子公司S7系列PLC的软件包STEP7 V5.4设计开发而成。程序设计采用结构化编程，应用组织块（OB）、功能块（FB）、功能（FC）及数据块（DB）组成对MPS系统的控制系统程序。STEP7 V5.4界面友好，编程方便，在线调试便捷，具有梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能图（FBD）三种编程形式并可随意切换和组合使用。STEP7中有许多固定的系统功能（SFC），其中SFC14和SFC15分别用于通过PR0FlBUS-DP总线读／写I／O设备参数。
四、 MPS监控界面的实现
监控界面由西门子的组态软件WinCC（Windows Control Center）建立，它使用最新的软件技术，可在Windows环境中提供各种监控功能，确保安全可靠地控制生产过程。WinCC运行于计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的项目设置、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可以生成所需的监控画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。
在组态软件中为了实现PROFIBUS网络的PC主站与PLC从站之间的通信，首先要对总线适配卡CP 5613进行初始化，然后在WinCC的变量管理模块中添加通信驱动SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE。接着在PROFIBUS通道中建立新的驱动程序连接，设置相应的参数，完成与S7-300 PLC通信通道的建立；在Soft PLC通道中建立新的驱动程序连接，设置相应参数，完成与WinAC的通信连接。然后新建变量，将WinCC与PLC、软PLC之间需要通信的数据一一建立变量，以完成WinCC与PLC、软PLC之间的数据通信。将变量划分为不同的组以便于更好地管理这些变量。
在图形编辑器（Graphics Editor）中使用基本元件或图形库中的对象制作生产监控画面，将变量与每个画面对象连接，即相当于画面中各对象与现场设备相连，从而实现在画面上监视和控制现场设备。模块化生产加工系统的监控界面如图4 所示。

图4 模块化生产加工系统的监控界面
五、 结束语
本文将一种先进的控制系统结构理念：基于PC与现场总线的分布式控制系统应用于模块化生产加工系统的改造中。经过调试，实现了PROFIBUS主站（PC＋WinAC）与各个单元PLC从站之间的正常通信，通过WinCC组态软件建立了MPS的监控界面，实现了系统运行状态的实时监控，检查了整体方案的可行性；验证了整个系统信息传递及控制的可靠性、准确性和实时性。该系统将逻辑控制、人机界面和数据处理集成在一个开放式的PC平台上，最大限度地利用了现有资源，为实现基于PC的自动化控制系统的应用提供了实践条件。