PLC控制系統（西門子）在化工行業的應用

張學衡 趙家有

摘要：PLC集合了多種優秀的技術，其中包括信息技術、數字化技術與微電子技術等，將傳統的接線轉化成了儲存邏輯，使得功能更完善全面，能量也更多，可以實現化工行業發展的具體需求，因為 PLC存在很大的穩定程度與精準性，所以可以增強化工行業的控制效果。而西門子 PLC的電氣控制技術可以滿足人機交互、集合網絡和數字化等操作要求，達到對運動、過程進行控制的目的，也目前化工行業所應用最關鍵的設備。接著因為被環境等各環節因素的約束，西門子 PLC在具體應用期間也會受到大量的制約，無法充分發揮功能，本文簡要分析了西門子 PLC的幾種型號，并介紹了其在化工行業中的運用。

關鍵詞：西門子 PLC 化工行業 應用

要想優化化工行業的生產現狀，就務必將以往的生產管理控制模式進行更改，在小規模整改 PLC控制系統時，生產人員與設備配備人員都應該整合起來集中管控，并且 PLC控制系統也應該集中起來統一管控協調生產進行。

1西門子 PLC歷史

首先是在 1975年，西門子公司的產品投入到市場當中的 SIMATICS3，它就是一種具有簡易操作連接口的二進制控制裝置。其次是在 1979年，SIMATICS5逐漸取代了 S3系統，這項系統普遍應用了微處理器。在 20世紀 80年代初，S5系統取得了再次優化更新 U系列 PLC，而使用得較為廣泛的機型包括：S5-90U、 95U、100U、115U、135U等。在 1994年 4月，S7系列出現了，它有著更加國際化、高性能、體積小的 WINDOWS用戶界面等優點，主要機型包括：S7-200、300、400。而在 1996年，在實施過程控制期間按，西門子公司逐漸形成了 PCS7（過程控制系統 7）的概念，把優點突出的 SINEC（西門子工業網絡）、WINCC（與 WINDOWS兼容的操作界面）、COROS（監控系統）、PROFIBUS（工業現場總線）與控調技術合理的結合在一起。

2硬件設施

2.1 SIMATICS7-1500CPU

SIMATICS7-1500CPU主要集中了高效、便捷、開放性較好的高級控制裝置，在 CPU中，速度最快的處理位達到了 1ns，通過百兆級的背板總線保證更極端的反應時間。優秀的通訊功能，CPU本體支持三個以太網網段，應用最快 125us的 PROFINET數據更新時間。將更加標準化的 OPCUA通信協議與控制層和 IT層相連接，滿足和上位 SCADA/MES/ERP或云端進行的可靠高效通信。利用 PLCSIMAdv能夠把虛擬的 PLC數據和仿真軟件對接起來，預先了解虛擬調試的錯誤，縮短現場調試的時長。

2.2 S7-300通信

S7-300通信模塊和 S7-200存在差異，重點采用 CP343-1，要是運用該通信模塊，就需要更改以往系統當中的 CPU通訊參數，從而與當前的通信模塊相適應。方式就是將有關的操作系統開啟，采用以往的操作步驟，在該菜單當中運用 HardWare編輯器，再更改 CPU屬性中的 PG/OP/S7這幾部分，當中 PG與 OP在沒有更換時的系統默認值是 1。更改這些參數主要是為了確保可以順利應用整體系統監控，并且確保數據通信過程中的傳輸更加合理與可靠。 PG指的是利用 Step7實施模塊連接。不管是運用臺式機或者筆記本，或者是只運用服務器，只需要一個 Step7模塊，PLC系統就可以獨占一個 PG連接端口。

2.3 S7-400通信

該通信模塊重點采用了 CP443-1，然而在連接該通訊模塊上的 CPU時，并未限制數量，重點是應該重視在該模塊通信里統一設定了 TCP/IP通信，并相應的設置了 IP地址與子網掩碼，就可以滿足通信需求。因此 S7-400系列是在全部硬件配置中最便利的一項選擇方式，再整合過程中采取的改動措施較少，也不需要太大的工作量要求。

3西門子 PLC結構

3.1整體式

整體式構造指的是集成可編程序控制器將電源、CPU、存儲器、I/O系統在一個單元當中，并稱之為基本單元。而一個基本單元指的就是一臺相對完善的 PLC，在控制點數沒有達到標準時，就能再繼續進行單元擴展。整體式構造具有緊湊性強、體型小、成本少、安裝便捷的特點。

3.2組合式

組合式構造的可編程序控制器指的是將 PLC系統的各個構成要素根據功能劃分成許多較小的板塊，類似 CPU板塊、輸入/輸出板塊、電源板塊等等。當中各個區域的功能相對單一，而種類卻逐漸多樣化。例如，部分可編程序控制器，除了普遍的 I/O模塊外，還有許多存在特殊功能的模塊，類似溫度檢測、位置檢測、PID控制、通訊等模塊。組合式構造的 PLC特征為 CPU、輸入、輸出都是單獨的模塊，其規格一致、安裝完善、I/O點選擇自由、安裝維護、擴大、修理便利。

4西門子 PLC在化工行業中的應用

其一就是閉環控制，在公司的各種氣體生產裝置里創建了大量的閉環控制，該種過程控制指的是處理持續性變化的模擬量，類似溫度、流量、壓力等，再合理轉化模擬量、數字量，通過算法流程，CPU合理的處理模擬量，運用 PID調節的方式處理閉環控制，通常涵蓋了三個板塊：比例、積分以及微分。

其二就是要合理的對所收集到的信息數據進行處理，西門子 PLC中收集了大量的功能特征，可以滿足對數據的操作、傳輸、運算、排序等，該部分數據信息在到達模塊后需要采取再次處理，通過軟件來集中分析，從而便于化工行業的控制過程進行。

其三，原先的電路都是運用邏輯控制的形式達到的，而繼電器中存在更大的繁瑣性，不會太快的響應。西門子 PLC對開關量進行邏輯控制，可以合理的管理順序與數字量，從而在單臺機器當中使用，例如在 K-301壓縮機裝置應用期間，也能夠與多臺設備聯合運用，并不會被大量的條件所約束，在化工行業中的使用十分普遍。

其四，現代化的控制主要重視生產方式的系統化，在化工行業當中，信息控制、遠程管控滿足較好的使用，并逐漸擴大的應用范圍。西門子 PLC通信模塊可以和多種設備展開網絡連接，類似計算機、變頻器等等，便于遠距離監控化工行業的生產管理，以確保數據傳輸的方便與安全，從而達到 PLC的自動化發展與進步。

5結束語

當前西門子 PLC早就在我國的化工行業當中取得了較好的使用，在運行期間的缺點等也漸漸的被大眾所重視與處理，從而讓西門子 PLC的應用更加高效、安全，推動西門子 PLC在未來的發展與進步。西門子 PLC控制系統還可以合理的管控生產環境，并且也能利用網絡中的關鍵內容，該系統在化工行業中會占據至關重要的地位，并確保工作效率的順利達成。

參考文獻：

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[2]龐一凡西門子 S7-300PLC在電子皮帶秤方面的應用[1]網絡財富，201021：226+229.

（作者單位：中昊光明化工研究設計：有限公司）