冶金業(yè)PLC技術(shù)研究

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1plc的選型

PLC選型方式靈活，根據(jù)控制對(duì)象和控制任務(wù)的不同，我們可以選擇不同型號(hào)的PLC及其模板類型和數(shù)量。首先我們根據(jù)具體的控制任務(wù)決定出需要采集和控制的點(diǎn)數(shù)，即DI/DO點(diǎn)數(shù)和AI/AO點(diǎn)數(shù)，然后像搭積木一樣搭出所需PLC的模板配置及其模板的數(shù)量。一般來(lái)說(shuō)：點(diǎn)數(shù)在100點(diǎn)以下，選用S7-200系列；點(diǎn)數(shù)在1000點(diǎn)以下，選用S7-300系列；點(diǎn)數(shù)在1000點(diǎn)以上，選用S7-400系列；模板的數(shù)量等于點(diǎn)數(shù)除以單個(gè)模板的通道數(shù)。因此唐鋼冷軋廠———鍍鋅生產(chǎn)線所采用的PLC就是S7-400系列。

2西門子PLC的連接方式

西門子PLC的連接方式主要有以下2種：（1）下位連接，即PLC與遠(yuǎn)程單元的連接，就是主站與從站單元的連接。西門子PLC可以通過(guò)PROFIBUS-DP通訊方式與ET200系列遠(yuǎn)程站構(gòu)成分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，方便的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)自動(dòng)化。PROFIBUS-DP通訊數(shù)據(jù)傳輸率最大為12Mbit/s，從I/O傳送信號(hào)到PLC控制器只需短至毫秒級(jí)的時(shí)間，確保了從單元層到現(xiàn)場(chǎng)層的集成通信。這種連接使現(xiàn)場(chǎng)只有一根總線，徹底避免了多電纜硬線連接容易造成的故障，簡(jiǎn)化了施工與維護(hù)。（2）同位連接，即PLC與PLC之間的連接主要是多臺(tái)PLC主站之間連接。多臺(tái)PLC通過(guò)通訊模板連接在一起，在S7網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中指定2臺(tái)PLC的伙伴關(guān)系，就產(chǎn)生共同的ID號(hào)，用來(lái)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)成伙伴通信關(guān)系的2臺(tái)PLC，再通過(guò)S7的標(biāo)準(zhǔn)功能FC5（AG-SEND）和（AG-RECV）編程定義數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。如果采用的通訊模板是PROFIBUS網(wǎng)卡，構(gòu)成伙伴通信關(guān)系的2臺(tái)PLC采用FDL協(xié)議；如果采用的通訊模板是工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)卡，構(gòu)成伙伴通信關(guān)系的兩臺(tái)PLC采用ISO協(xié)議。

3INTOUCH操作站

上位監(jiān)控軟件INTOUCH是西門子公司推出組態(tài)軟件平臺(tái)，它可用于自動(dòng)化領(lǐng)域中所有的操作員控制和監(jiān)控任務(wù)。INTOUCH使用方便功能強(qiáng)大，使用INTOUCH組態(tài)軟件可開發(fā)出較強(qiáng)的組合畫面。以下是INTOUCH組態(tài)軟件所具備的一些功能：（1）顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)地顯示生產(chǎn)線上各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，動(dòng)態(tài)顯示生產(chǎn)工藝流程；動(dòng)態(tài)顯示模擬量信號(hào)、開關(guān)量信號(hào)、各種累計(jì)信號(hào)的數(shù)值，通過(guò)按鈕、開關(guān)、信號(hào)燈、顏色、百分比、填充等手段實(shí)時(shí)生動(dòng)地表達(dá)出來(lái)。（2）數(shù)據(jù)管理：能夠建立和產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)，操作信息庫(kù)，故障信息庫(kù)。（3）數(shù)據(jù)處理：在INTOUCH的曲線跟蹤功能中，它既可以顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也可查詢歷史數(shù)據(jù)。（4）報(bào)警功能：當(dāng)某一模擬量（如溫度，壓力，流量等）超出給定范圍或某一開關(guān)量（如電機(jī)啟停，閥門開關(guān)等）發(fā)生變位時(shí)，根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警。（5）報(bào)表功能：即時(shí)報(bào)表，日?qǐng)?bào)表，月報(bào)表，年報(bào)表。（6）安全功能：按不同的操作級(jí)別分別加密，不同級(jí)別的操作員操作權(quán)限不同。（7）打印功能：可以實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形的打印，以及各種報(bào)警的實(shí)時(shí)打印。（8）INTOUCH操作站硬件基礎(chǔ)是工控機(jī)和工業(yè)網(wǎng)卡，軟件構(gòu)成為WIN98/NT/2000系統(tǒng)。

4西門子工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)

（1）工業(yè)以太網(wǎng)ETHERNET：工業(yè)以太網(wǎng)是基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)，專為工業(yè)應(yīng)用而優(yōu)化設(shè)計(jì)。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)上與1EEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP通訊協(xié)議。工業(yè)以太網(wǎng)是基于1EEE802.3的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。（2）現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS網(wǎng)：現(xiàn)場(chǎng)總線是指將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與工業(yè)過(guò)程控制單元、現(xiàn)場(chǎng)操作站等互連而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具有全數(shù)字化、分散、雙向傳輸和多分支的特點(diǎn)，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)展的產(chǎn)物。PROFIBUS主要由PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP三部分組成。其中PROFIBUS-DP是一種高速（傳輸速率9.6kbps～12Mbps）、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)，主要用于現(xiàn)場(chǎng)控制器與分散I/O之間的通訊，可滿足交直流調(diào)速系統(tǒng)快速相應(yīng)的時(shí)間要求；PROFIBUS-PA用IECII58-2標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為31.25kbps，提供本質(zhì)安全特性，適用于安全性要求較高以及由總線供電的場(chǎng)合；PROFIBUS-FMS主要解決車間級(jí)通信問(wèn)題，完成中等傳輸速度的循環(huán)或者非循環(huán)數(shù)據(jù)交換任務(wù)。唐鋼———鍍鋅車間采用的就是PROFIBUS-DP通訊。

5結(jié)語(yǔ)

由西門子可編程控制器和INTOUCH操作站構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)解決了整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)集中控制和各種數(shù)據(jù)的在線管理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制目標(biāo)的直接數(shù)字化控制，大大提高了控制過(guò)程的技術(shù)水平。西門子PLC技術(shù)在唐鋼一期鍍鋅生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，可操作性，完全達(dá)到設(shè)計(jì)的控制要求。