西門子PLC在集中控制系統中的應用

【摘??要】目前，大多關于西門子PLC的應用都是與集中控制系統進行聯合使用，主要使用通信技術將分散的PLC系統連接在一起，通過集中控制系統對其進行監控，該方法能有效提高生產自動化及管理效率。本文對西門子PLC系統在生產氧化鋁過程中的應用。在集中控制系統中應用PLC不僅能節省人力資源投入，還能有效提升系統的運行效率，同時達到生產目標，實現生產的科技化發展目的。

【關鍵詞】西門子PLC;集中控制系統;應用

隨著科學技術的快速發展，工廠對產品生產的精細化程度提出了更高的要求，再加上政府要求加強對節能減排工作的開展，于是大部分工廠開始將西門子PLC系統應用于生產管理中，但是基本上所有工廠都是對其進行分散管理。但是如果工廠的人員流動較為頻繁，就會為工廠的生產帶來消極的影響，阻礙工廠生產目標的實現，同時也會影響到生產的安全問題。因此，想要解決上述問題就需要轉變傳統的控制模式，在現有控制技術的基礎之上集中控制生產設備及工作人員，實際上就是將PLC系統進行集中式的管理，以統一協調工廠生產。

1?網絡結構

在集中控制系統的網絡中，每臺PLC系統都要配備操作員站進行網絡通信，一般是3～4個操作員站，但是中央控制站中需要對多個PLC系統進行網絡通信。集中控制系統中需要對多個PLC系統進行集中控制，同時還會受到PLC的通信影響，因此本文的集中控制系統由多個相互獨立的通信結構組成。在對控制系統進行整合的過程中，必須讓原有的控制系統具有TCP?/IP通信功能。原有的控制室操作員配置情況保持不變，使用光纖技術將PLC系統連接到控制室，確保網絡通信的安全可靠。將所有控制系統、控制室及操作員站的網絡地址都設置為相同的網段，重新分配網絡地址，確保所有網絡地址不存在沖突，使網絡通信流暢。

2?集中控制系統硬件設施

2.1??S7-400系列通信

應用S7-400通信設備時沒有限制監控連接的數目，選擇CP443-1作為通信模塊，通過在該通信模塊上選取TCP?/IP網絡技術，同時正確設置好該模塊的子網掩碼和網絡地址，就能進行通信傳輸。所以，S7-400的控制系統中對通信參數進行設置好或重新配置硬件設施，十分簡單便捷。

2.2?S7-300系列通信

針對該系列的PLC系統需要進行參數修改，選取CP343-1作為通信模塊。首先選擇并打開操作系統，同時打開編輯器，對控制系統的CPU參數進行更改，包括S7、OP、PG等參數，默認數值為1。之所以更改參數主要是為了確保監控系統的順利運行，保障通信傳輸的安全性。其中，OP是指觸摸屏，在電腦及PG臺式機中，如果有一個在線監控PLC就會連接其占用的PG。在PLC系統連接中以及HMI應用程序中都會使用到S7協議，并占用其連接。包括很多觸摸屏以及OPC?Server也都會占用S7連接。但是S7-300系列中的S7、PG及OP數量是固定的。在313C、314、315系列中，數量一般為8個、12個、16個。此外，設置了1-2臺操作站，默認數值的情況下不會對通信效果產生影響，但是如果OP、PG的數量增加必須對參數進行更改，將其數值分別設置為4和2，并控制系統進行編譯。值得注意的是，要求CP343-1的通信模塊使用TCP/IP技術。因為原先的控制系統的通信模塊存在差別，有應用IP地址的，也有應用MAC地址的，但是在配置PC/PG時只能選取其中一種，因此該通信模塊的設置應該一致。對子網掩碼和IP地址進行配置之后保存編譯，并下載該配置。

2.3??S7-200

在生產中一般有墮胎S7-200系列的控制系統，選擇CP243-1作為通信模塊，主要通過操作員站應用PPI通信協議進行通信。同時在配置向導中根據相應的步驟將CP243-1作為服務器，對遠程連接參數、IP地址及TSAP進行配置，應用客戶端程序設置PLC系統的IP地址，并對連接參數和TSAP參數進行設置，但是客戶端和服務器之間的參數配置應相反。在集中控制中使用以太網連接一臺操作員站，就能開始通信，前提是屏蔽了防火墻并配置好DCOM，通過在操作系統中應用輸入相同的賬號和密碼就能完成防火墻設置。

3?集中控制系統軟件設施

3.1?基礎設置

WinCC是一款具有實時監控功能的軟件，可以對監控內容進行報警和趨勢預測，還可以查看歷史操作記錄。在集中控制系統中必須將所有IP地址設置在相同的網段中。對集中控制室進行配置應首先打開控制面板中的PC?Interface，選擇TCP/IP接口。在通信環境中，如果需要增加變量進行連接，可以選擇OPC.chn，將這些程序安裝好后，在對參數進行設置，然后在TCP/IP管理中新建連接，同時還要在PLC系統中建立連接后才能開始使用。

3.2?結構設置

應用結構變量可以實現變量的批量設置，這樣不用進行手動增加，從而節約系統時間。但是在系統控制模塊中，必須按照相應的規則來運用結構變量。因此，要控制系統中窗口的數量，如果窗口數量太多就會使得變量的連接增多，提高系統的工作量，從而使得運行效率降低。在構建結構變量的時候，要結合實際情況來建立變量。在設置參數地址的時候應選擇模塊中的DBI并將其設置為雙字節參數。完成之后，設備變量就會自動與IP地址相對應，并且與DBI的設備地址保持一致。

3.3?圖形編輯組態

由于集中控制系統是由多個離散的PLC系統相互連接構成，因此形成的圖形窗口數量較多，變量之間存在的連接也較多，在操作系統過程中窗口轉換十分麻煩，并且通信傳輸畫面的更新時間也較長，增加工作人員的工作量。因此，必須選擇主機配置較高的機器，同時簡化設置相應的設備配置。另外，還可以將結構變量應用于圖形編輯中，以使窗口管理更加便捷快速。

進行圖形組態設置時，可以建立一個子窗口，進行開關量和顏色選擇，并對其的對話框進行設計。進行表達公式設置時主要應用的語言是布爾型。在I/O對話框中的變量可以直接設置為PA。而對于其他的設置，可以根據實地情況進行分析，相應進行實用的設計。在所有子窗口設置完成之后，可以在主程序中建立一個操作按鈕，控制這些子窗口。

4?結語

對西門子PLC系統進行集中控制不僅能提高生產額的自動化效率，減少人力勞動，將生產過程中的操作人員減少了三分之一，還能減少生產勞動成本，提高設備使用率。應用集中控制系統可以及時協調生產工序，生產操作人員可以快速增加生產量，并且還有利于生產管理和生產調度的進行，在降低操作難度的同時使得生產管理中的協調性逐漸升高，從而為生產企業帶來更多的經濟效益。對PCL系統進行集中控制不能符合現代化生產的需求，還達到了生產經營中的科學化、自動化目的。

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作者簡介：

秦永昌（1973年6-）男?安陽?中技?高級技師?河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠?研究方向：西門子PLCzai工廠應用

（作者單位：河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠）