PLC可编程控制器在过程控制系统实验装置中的应用

1 绪论

　　随着现代科学技术的飞速发展，不仅对生产过程自动化，也对生产管理提出了更高的要求。通过计算机网络技术把自动控制与计算机管理系统结合起来，集管理和过程控制为一体是当今工业自动化发展的趋势。复杂的过程控制系统，常采用两级网络拓扑结构，底层用现场总线以便控制装置尽可能靠近被控生产过程现场，上层采用工业以太网，监控级相对集中于主控室内，从而实现对生产过程的集中管理和分散控制。这样构成的控制系统具有实时性好、可靠性高、抗干扰能力强等优点，比传统dcs系统更经济，更可靠。为了适应这一形式的发展要求，提高实验教学质量，使工科学生在校期间就能受到良好的工程实践锻炼，因此开发了基于工业以太网及现场总线的过程控制系统实验装置。

2 系统的硬件配置及网洛机构

　　实验装置控制系统由上位机监控系统和下位机plc控制系统两部分构成。整个网络采用两层网络拓扑结构，上层为工业以太网，用于上位机pc之间以及上位机和下位机plc之间的通讯，底层为profibus-dp现场总线，用于下位机plc主站（dpm1）和四个从站（dps1-dps4）之间的通讯，其中，plc主站和从站控制液位、压力和温度流量等过程控制实验装置。系统用simatic step 7软件进行网络组态、硬件组态以及plc控制程序的编写，并用组态软件simatic wincc实现了上位机与plc的动态连结。整个系统组成如图1所示：

　　2.1 施工现场地方

　　现场部分是所需控制的液位、温度流量和压力实验装置，变送器将采样数据转换成4～20ma的电流信号，直接接入sm334模块（模拟量输入/输出模块），经模/数转换变成0～27648的数字量。开关量的输入输出接入sm323模块（数字量输入／输出模块）。

　　2.2 操控模快

　　把握單元按照PLCplc，s7-300编plc工作强大的，按照主机电源实用化开发，有中加工單元（cpu）、不同的数据主机电源包块（sm）、网络通讯设备主机电源包块（cp）、工作主机电源包块（fm）、主机电源主机电源包块（ps）、数据标准接口类型协议主机电源包块（im）等，有不同外形尺寸的cpu可供选购。确认cpu上集合有profibus-dp数据标准接口类型协议、mpi数据标准接口类型协议或网络通讯设备主机电源包块就能够连接方式 as-i数据标准接口类型协议、profibus传输线和工业制造以太网程序。

　　本设备主站按照西门子PLCs7-300类别plc，其cpu为315-2dp。它制定信息英文时期短，扫一扫1000条信息英文不需10ms，足已能够满足操控的时期规范要求。主站还带俩个数据信息加工除理功能信息引擎（di16/do 16、ai 4/ao2）和一种通迅功能信息引擎cp343-1（使用于PLC和plc之前采用工业品以太网实施通迅）。从站选择profibus-dp生长式i/o et 200m，带俩个数据信息加工除理功能信息引擎（di 16/do 16和ai 4/ao2），从站是没有国家加工除理器单元尺寸，各从站之前经im153插口功能信息引擎采用dp串口通信实施联系。组态之前，加上的生长式i/o与plc站中的本地网i/o兼具大一统的编址。

　　2.3 PLC

　　串口通信为四台化工业管控机，主机设备表面制定按照欧姆龙的wincc组态平台，做到了与化工业管控机的*兼容。平台集成功了组态、代码编程语言、opc等先进的技能，供给了windows运营设计坏境下运用种种通用性平台的工作表。该平台都具有选使用于化工业工作的过程的图形商标信息显示、管控和告警照片、公交实时和歷史前景线条、提交及季度报表复印机等工作表信息模块。以及wincc以及对simatic plc做设计临床诊断的界面，给硬件系统的维持供给了便。

　　APP系统应用APPAPP的建设和作业APP为step7 v5.2，它是常用到s7-300/400 plc款型的程序语言、组态的标准APP包。利用step 7 v5.2移动用户能否达成下类日常任务：

　　（1） 网络信息组态，配置接连和模块;

　　（2） 组态计算机硬件;

　　（3） 填写和调试步骤移动用户步骤。

3 线上控制系统设计原理

　　profibus-dp一种性、开发式的场地机整体总线要求，核心用在轻化工阶段掌握方面。操作iso/osi规范绘图，profibus-dp中无第四层到第7层，随便资料线路映像（ddlm）打造便于到第2层的业主标准usb接口，业主标准usb接口法律规定了业主及机整体及其各种设施能资源调用的适用的功能。它是专为轻化工掌握机整体和设施级细化型i/o间的统计数剧通信网络制作，代替划分式掌握机整体的高速的的资料视频传输，其电源模块能取付出代价格很贵的24v或4～20ma并行性走势线。中央政府掌握器按照高速的的串行线同细化型的场地设施开始通讯装置，很多资料相互交换阶段是过渡期的，主站过渡期地获取从站的发送的信息个人的信息并向从站发送的信息輸出个人的信息。除过渡期性业主资料外，profibus-dp还打造智慧化设施需要的非过渡期性统计数剧通信网络，以开始显卡配置、测试和报案处。

　simatic化学工业企业品以太网是特征提取标准规定的网站，专为化学工业企业品采用而改善定制，帮助iso和tcp/ip协议模板，根据它可如何快速地開發plc与pc/pg中间的电力设备。食品的開發符合划分式的“对外开放型控制设计"，使其有着网站组态简约（即插即用）、电力靠普、网站出现故障医治的时间（小于等于0.3秒）等特征。致使达成全双工共应尽荷原则工做，适用性于性方面能标准高的化学工业企业品网站，根据更改技木就能能够达成至关大的网站设计。4 电脑网络程序组态　　组态以后先要建造两个的楼盘（如project1），在的楼盘中插入图simatic 300站。　　4.1 硬件设备组态　　在hw config中为 simatic 300站组态服务器硬件，以及机架、开关电源（槽1）、cpu（槽2）、通信网方案（槽4）和输出电压输出电压方案。制定一体化在cpu上的dp主站标准接头的运作，并建立联系要连接方式到dp主站标准接头的profibus无线网络。　　4.2 dp从站组态　　以et 200m站连入dp主站来说。先从数据网络设备选定择端口方式控制模组im153-l，连入dp主站端口方式的profibus数据网络，长为2已知，并配置此dp从站的profibus电话号码。电话号码要和im153控制模组上的电话号码选择按钮人设的电话号码相相符合。　　et 200m从站配制有二个数据信号信息组件，从et 200m的di/do中寻到有效技术参数信息组件并下载从站的有效槽中，如图甲表达3表达。在的使用硬件设备目录索引时要判定你是在有效的文件下载名称夹中，假如，为et 200m选定 信息组件应在et 200m文件下载名称夹中查看。填加的布局不均式i/o与plc主站中的本市i/o具备着一致的的编址，这样在方试中能够 像互访本市i/o是一样的方便快捷地互访布局不均式i/o，在java开发时*不可注意1个i/o地止在电学上是可以通过那种方试拼接的。

　　4.3 端口处安装　　（1）pg/pc端口是pg/pc和plc两者做出通信技术的端口，要保持pg/pc和plc设配两者的通信技术拼接，必需恰当的安装该端口。在控住表面板中使用 “set pg/pc interface"，框选“s7 online（ step7）"，再换择网卡业务类型。那么开启 step 7的设施配置组态hwconfig中安装通信技术模块图片的mac门店地点查询，门店地点查询为cp343-1标示上拿出的工具门店地点查询，其文件类型一个12位的16进制数（如：08-00-06-00-44-ae）。额外还需给 plc计算*的ip门店地点查询（如：192.168.0. 130 ）及子网掩码（如：255.255.255.0 ）。　　（2）设为profibus网络上：再生利用几何体组态软件工具netpro设为括profibus数据系统传输线的视频传输强度、zui高站电话号码、数据系统传输线行规、数据系统传输线参数值等。　　设备组态进行后，应下载地址到plc，并调整使硬件设施内连接。　　4.4 程度的编程和调测　　step 7是应用在s7-300/400建立有效控制源程序的标准单位手机软件，c文学语言编程文学语言大部分有：梯状图、语句表和功用块图。　　经常消费者程度由组织性块（ob）、性能块（fb）。　　性能（fc）和数剧块（db）组成。ob1居多过程巡环块，是须要的。表明掌握过程的更较为复杂层次，对很简单过程可将所有的的过程加入ob1中对其采取曲线软件子程序编写，若是 过程特别更较为复杂应对其采取组成化软件子程序编写，将过程用的不同的方法论块多方面组成化，能够ob1资源调用这部分方法论块。　　对有一个真正的整个过程管理，遵循所按照的操控原则编辑微信用户过程，模仿测试运行后在线下载到plc，与真正系统软件联调，提交相应的的操控作用。5 wincc监视联系组态　　wincc打造simatic s7 protocol suite.chn推动过程，此推动过程鼓励多个款式的的数据网络协议模板，确认它的入口模快可以与所有simatic s7-300/400plc完成电力，关键首选入口模快的款式的都要wincc与会自动化设备程序的的连结款式的。本程序的首选产业化的以太网入口模快，产业化的以太网是产业化的场景中zui有效性的本身子网，它实用与安全董事会成员和实地层电力。　　前提含有simatic s7 protocol suite．chn 控制程度，然后呢在“simatic s7 protocol sute"下选择“industrial ethemet"安全通道单元式，开启“拼接状态"设置拼接英文名称，在拼接性能中设置想要拼接的plc的数据通讯网输出输出模块cp343-1的mac注册地址，plc中cpu归属区域的机架号和插槽号。在此的插槽号是指cpu归属区域的插槽号，并非是数据通讯网输出输出模块归属区域的插槽号。　　那么，使用者只能根据具体的的整个过程调节目标任务，在重新命名的连结下搭建数组，把数组和plc相应要连结的位置代表下去，与plc搭建连结。zui后充分利用wincc完全各个提示 畫面和数据表格的组态。6 截止语　　本篇文章所形成的直播系统总线把控系统，用联网规格以太网，还能满足qq远程追踪。　　该进行实验室裝置是会按照自行化专业课程技能及涉及专业课程技能课堂教学的特征 ，由于工作调节地基上集plc技能、网咯数据技能为一梯的现进的进行实验室裝置，运用了很多使用调节svmjava算法和概念，除涵盖常見的pidsvmjava算法外，还增长了大概调节、人造精神网咯数据调节等现进的调节思路。