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)控制對象和控制任務(wù)的不同，我們可以選擇不同型號的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數(shù)，即DI/DO點數(shù)和AI/AO點數(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。一般來說：點數(shù)在100點以下，選用S7-200系列；點數(shù)在1000點以下，選用S7-300系列；點數(shù)在1000點以上，選用S7-400系列；模板的數(shù)量等于點數(shù)除以單個模板的通道數(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PROFIBUS-DP通訊方式與ET200系列遠(yuǎn)程站構(gòu)成分布式自動化系統(tǒng)，方便的實現(xiàn)現(xiàn)場級自動化。PROFIBUS-DP通訊數(shù)據(jù)傳輸率最大為12Mbit/s，從I/O傳送信號到PLC控制器只需短至毫秒級的時間，確保了從單元層到現(xiàn)場層的集成通信。這種連接使現(xiàn)場只有一根總線，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PLC主站之間連接。多臺PLC通過通訊模板連接在一起，在S7網(wǎng)絡(luò)組態(tài)中指定2臺PLC的伙伴關(guān)系，就產(chǎn)生共同的ID號，用來識別網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)成伙伴通信關(guān)系的2臺PLC，再通過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，它可用于自動化領(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：用圖形實時地顯示生產(chǎn)線上各個設(shè)備的運(yùn)行情況，動態(tài)顯示生產(chǎn)工藝流程；動態(tài)顯示模擬量信號、開關(guān)量信號、各種累計信號的數(shù)值，通過按鈕、開關(guān)、信號燈、顏色、百分比、填充等手段實時生動地表達(dá)出來。（2）數(shù)據(jù)管理：能夠建立和產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫，操作信息庫，故障信息庫。（3）數(shù)據(jù)處理：在INTOUCH的曲線跟蹤功能中，它既可以顯示實時數(shù)據(jù)，也可查詢歷史數(shù)據(jù)。（4）報警功能：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，根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。（5）報表功能：即時報表，日報表，月報表，年報表。（6）安全功能：按不同的操作級別分別加密，不同級別的操作員操作權(quán)限不同。（7）打印功能：可以實現(xiàn)報表和圖形的打印，以及各種報警的實時打印。（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。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)場總線PROFIBUS網(wǎng)：現(xiàn)場總線是指將現(xiàn)場設(shè)備與工業(yè)過程控制單元、現(xiàn)場操作站等互連而成的計算機(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，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場發(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)備級網(wǎng)絡(luò)，主要用于現(xiàn)場控制器與分散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合；PROFIBUS-FMS主要解決車間級通信問題，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

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)解決了整個系統(tǒng)實時集中控制和各種數(shù)據(jù)的在線管理問題，實現(xiàn)了對控制目標(biāo)的直接數(shù)字化控制，大大提高了控制過程的技術(shù)水平。西門子PLC技術(shù)在唐鋼一期鍍鋅生產(chǎn)線的自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用實踐證明該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，可操作性，完全達(dá)到設(shè)計的控制要求。