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建筑是人类生活的基础设施和基本条件之一，随着生活水平的提高和人类社会的发展，人们对建筑的需求越来越迫切，建筑工程的规模和数量在不断增长。在我国的建筑行业中，钢筋混凝土结构结构的建筑还占有相当大的比重。在钢筋混凝土结构的建筑中，钢筋是整个建筑的骨架，它由主钢筋和箍筋等构成。箍筋的形状和尺寸跟主钢筋的设计有关系，并且它的用量要比主箍筋的用量多许多倍。但在现实的箍筋生产中，箍筋的生产有两部分组成：一种是校直装置，另一种是弯箍成型的装置。当前的简易弯箍设备远远不能满足大批量、多品种的加工模式，工人的劳动强度大，生产效率低，人工成本很高。
二 S7-300简介及硬件/网络组态
SIMATICS7-300是德国西门子(Siemens)公司生产的模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。S7-300系统通过各种单独的模块之间的组合可进行构成不同要求的系统；S7-300的指令系统具备高速（0.6~0.1μs）的运算速度；S7-300支持用浮点数和反三角函数运算，能够有效地进行更为复杂的算术运算；S7-300通过统一的Step7软件方便、简单的给所有模块进行组态和参数赋值；S7-300具备多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300具备强大的通信功能，它多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统，多点接口（MPI）集成在CPU中，用于连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。
弯箍的过程中涉及到了大量的计算，我们需要一种能支持强大运算功能的PLC，西门子的S7-300正好符合我们的要求。西门子的Step7 ProfessionalV5.4 SP3编程软件支持LAD，STL和FBD三种编程语言，并且支持三种编程语言的混编，大大的提高了编程的效率。
针对箍筋生产的现实情况，考虑到使用环境为高粉尘、高电磁干扰，已超出了工控机的承受范围，我们选择了一种用先进的、成熟的S7-300PLC主要核心、以触摸屏为人机界面（HMI）、以安川交流伺服驱动系统为执行机构的方案进行自动化箍筋生产设备的设计。
以S7-300为核心的控制系统包含CPU314C-2DP（CPU）、FM354（驱动牵引部分的控制器）、FM353（弯曲部分的控制器）、SM321（输入模块，反馈各种执行机构的动作完成位置是否正确和控制信号）、SM322（输出模块，控制各种电磁阀的动作）构成，如下图所示：
S7-300与触摸屏的连接网络我们选择MPI，CPU314C-2DP的MPI地址设为2，SM354的MPI地址设为3，SM353的MPI地址设为4，HMI的地址设为1，网络组态如下图所示：
三 工作原理
根据箍筋生产的实际情况，我们采用将校直装置和弯箍成型装置放置在一起的方案。校直部分主要由横、竖两排矫直辊组成，通过辊子的挤压来去掉钢筋的弯曲应力，如下图所示。为了方便用户的调整，上半部分的矫直辊的位置可以调节，以适应不同直径的钢筋。
校直装置由一个11KW的交流伺服电机来牵引，牵引的完成送料。
弯曲部分采用绕弯的方式，以一个轴为中心，另一个轴臂围绕此轴旋转，如下图所示。整个弯曲部分可以一弯曲时的钢筋为中心伸出/退回，也可以进行顺时针/逆时针的旋转。弯曲的速度和角度有定位模块FM353来控制，实现了高速、jingque定位
旋转部件的也由以一个7.5KW交流伺服电机来牵引。
当箍筋加工完成后，由普通的三相异步电动机通过曲柄连杆机构带动剪刀把钢筋剪断，进行下一个循环。
四 软件的实现
S7-300 PLC系统编程软件选用STEP 7 Professional V5.4SP4编程软件包（为了能FM354、FM353对进行设置，我们要安装四门子提供的Simatic S7 FM353/FM354bbbbbeterization Version4.03.04），采用模块式的面相对象的思想进行编程，完成硬件组态、参数设置、PLC程序编制、测试、调试和文档处理。
由于STEP 7 Professional V5.4SP4支持在同一个块内使用LAD，STL和FBD三种编程语言。对于系统中的逻辑控制选用梯形图编程，构成FC块，实现各机组执行机构的电气控制和工序逻辑功能；对于数据处理的部分则采用语句表编程，构成FB块。浮点数运算和反三角函数的运用极大地简化了检测盘上的外部旋转编码器的脉冲信号的输入与钢筋送进长度之间之间的换算关系，实现较为复杂的算术运算和逻辑、定位控制等功能，具体的程序结构见下图。
其中OB 100是热启动组织块，系统启动就调用OB100，主要作用是初始化各种数据并且把内部存储的各种状态复位;OB1是主程序块，它调用各种FC和FB更新来自MPI总线上的数据块中的的数据，控制伺服驱动器完成定位，控制各个阀的动作，来完成箍筋制作的动作。
五、结论
经过调试，PLC和交流伺服系统在该设备中工作正常稳定，一台本设备的生产效率大约是采用传统方式的20倍。它简化了箍筋加工的流程，极大的提高了生产效率，改善了工人的工作环境，提高了产品的质量，适应当前箍筋柔性化生产的方向。
引言
可编程控制器PLC(ProgrammableLogicController)具有可靠性高、通用性强、编程简单、体积小、安装维护方便等优点，在工业控制中得到了广泛应用。
在工业控制系统中，可能存在不同厂家生产的、多种型号的可编程控制器PLC。为了便于系统集成，一般采用基于OPC(OLEfor ProcessContr01)规范的接口进行数据交换，为此，需要设计、开发面向PLC的OPC服务器。
1 OPC服务器开发工具
面向PLC的OPC服务器开发需要完成以下两个方面工作：一方面，需要根据PLC的通信协议实现上位机服务器软件与PLC的数据交换；另一方面，需要合理设计服务器软件的架构与接口，使之符合OPC技术规范。
由于OPC服务器是基于COM技术的，这就要求程序设计人员必须非常熟悉COM技术，而精通COM技术是有一定难度的，OPC服务器的源码级开发是相当复杂的，一般由的软件公司进行开发。
为了便于OPC技术的推广和应用，国内外许多单位推出了OPC服务器快速开发工具包。这种工具包将微软公司的OLE／COM／DCOM技术和OPC的技术细节进行了隐藏，使用户开发工作集中在数据采集和处理任务上，从而简化了OPC服务器的开发。
基于工具包的OPC服务器开发，主要任务是熟悉工具包的API接口函数，通过调用工具包的API接口函数实现OPC服务器的功能，为应用软件提供符合OPC规范的接口。
2 OPC服务器设计与开发
2．1软件设计
基于工具包的面向PLC的OPC服务器开发的首要任务是设计OPC对象与接口、OPC服务器界面，进行OPC服务器与PLC的通信设计，以实现OPC服务器与PLC的数据交换，具体的软件架构如图1所示。
OPC对象与接口是OPC服务器与客户端程序进行交互的部分。应进行OPC服务器对象设计，即定义服务器名称ProgID和类标识符CLSID。服务器名称ProgID可以自由确定；类标识符CLSID是一个128字节的数据，是用来标识一个COM对象的，可用微软自带的工具GUIDGEN．EXE快速确定。根据OPC项的管理要求设计OPC组对象，如果OPC项较少，可以直接利用工具包默认的一个OPC组对象。后确定OPC项对象，一个OPC项可以对应于PLC内存中的若干寄存器，一般根据PLC的具体控制要求进行设计，并确定可读项与可写项。
OPC服务器与PLC的通信模块是面向PLC的OPC服务器的重要组成部分，OPC可读项的数据就是通过该模块采集PLC中相应寄存器的信息获得的；OPC可写项的数据就是通过该模块写入PLC中相应寄存器的。
服务器程序界面可以为用户提供友好的交互平台，便于观察数据项的变化，以及对数据项进行管理和设置。
2．2软件开发
在采用工具包开发面向PLC的OPC服务器时，主要是利用工具包提供的API接口函数进行如下的操作：
1)工具包动态库初始化
OPC服务器开始运行时，应进行工具包动态库初始化，以及设置OPC服务器的高刷新频率，这是OPC服务器得以运行的基础。
2)OPC服务器信息设置
主要是设置服务器的运行状态、版本号、厂商信息等。
3)OPC项的创建与删除
在OPC服务器开始运行时创建OPC项，在OPC服务器运行结束时删除OPC项。
4)OPC项数据的更新
OPC服务器需要周期地更新OPC项的值、质量和时间戳，即将数据存储区中的数据更新到相应的OPC项。当客户端程序请求写数据时，OPC运行库调用写回调函数，并利用服务器与PLC的通信模块将数据写入PLC中的相应寄存器中；当客户请求读数据时，OPC运行库调用读回调函数，返回相应的OPC项的数据。
服务器与PLC的通信模块是基于PLC的通信接口方式进行开发的。例如串口通信，其是根据PLC的通信协议采用串口通信控件或API函数编程来实现数据交换的。
5)回调函数注册
工具包中有三个回调函数：读回调函数、写回调函数和断开回函数。只有注册了这三个回调函数后，OPC服务器才能和客户端程序按照OPC技术规范进行正常通信。
6)OPC服务器注册和注销
OPC服务器安装到计算机后，应将服务器名称ProgID和类标识符CLSID等信息进行注册。在OPC服务器注册后，OPC客户端程序才能在本机或局域网上检索到该OPC服务器，从而与该OPC服务器建立连接与数据交换。注销是将计算机系统中的OPC服务器信息清除。
OPC服务器是一个进程外组件，其在运行过程中对工具包接口函数的调用流程如图2所示。
3 设计实例
3．1 PLC控制对象
Denford公司的FMS(FlexibleManufacturingSystem)教学演示系统由一台数控车床、一台数控铣床、两台机器手和一条传送带组成，该系统可以通过数字I／O接口进行控制，各设备的I／O接口数如表1所示。
由表1可以看出，该蹦S的控制器需要有13个数字输入口采集设备的状态信息，需要11个数字输出口发送控制命令。欧姆龙公司生产的CPMlA一30CDR—A—V型PLC有18个数字输入口和12数字输出口，满足该FMS控制的接口要求。为了满足该FMS控制系统快速重构的要求，其控制系统必须是基于OPC规范接口的，即按照图3所示的体系结构进行控制。需要为图3所示的PLC开发OPC服务器。
3．2 OPC服务器设计
由表1和图3所示的CPMlA．30CDR．A—V型PLC控翩对象的具体要求可知，该OPC服务器主要与PLC的输入与输出口进行数据交换．在该OPC服务器中设计定义了6个OPC项，其中4个OPC数据项为可读项：Tagln0CH、TagIn1CH、TagIn10CH、1．agIn11CH，分别用于读取该PLC的输入端000通道与001通道、输出端010通道与011通道的数值．即采集FMS硬件设备的状态信息；2个OPC数据项为可写项：TagOut10CH、TagOut11CH，分别用于对该PLC的输出端010通道与011通道写数值，即向FMS硬件设备发送控制命令。
服务器与PLc的通信功能模块是采用串口通信控件MSComm实现的，具体的通信协议是由CPMlA-PLC手册中的读出输入输出继电器内容和写入输入输出继电器区中的命令格式和响应格式确定的。
开发的OPC服务器主界面如图4所示，具有注册和注销、OPC项的创建与删除、OPC项数据的更新等功能。在该OPC服务器安装、注册后，利用图4所示的OPC客户端软件进行了性能测试，结果表明该OPC服务器符合OPC接口规范要求，可以在本机或局城网上进行访问，满足图3所示的FMS控制要求。
图4 CPMIA-30CDR型PLC的OPC服务器界面
4 结束语
本文研究了面向PLC的OPc服务器的快速实现方法，设计了一用于Denford公司FMS控制的PLC的OPC服务器，运行结果表明采用本文研究的方法所开发的OPC服务器符合OPC技术规范要求，具有一定的工程应用价值