PLC可編程控制器在過(guò)程控制系統實(shí)驗裝置中的應用

　　simatic工業(yè)以太網(wǎng)是基于國際標準的網(wǎng)絡(luò )，專(zhuān)為工業(yè)應用而優(yōu)化設計，支持iso和tcp/ip協(xié)議，通過(guò)它可快速地建立plc與pc/pg之間的通訊。產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)遵循分布式的“開(kāi)放式控制結構”，使其具有網(wǎng)絡(luò )組態(tài)簡(jiǎn)便（即插即用）、通信可靠、網(wǎng)絡(luò )故障恢復時(shí)間短（小于0.3秒）等優(yōu)點(diǎn)。由于采取全雙工共擔負荷方式工作，適用于對性能要求高的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)切換技術(shù)能夠可以實(shí)現非常龐大的網(wǎng)絡(luò )結構。

4 網(wǎng)絡(luò )系統組態(tài)

　　組態(tài)之前先要建立一個(gè)項目（如project1），在項目中插入simatic 300站。

　　4.1 硬件組態(tài)

　　在hw config中為 simatic 300站組態(tài)硬件，包括機架、電源（槽1）、cpu（槽2）、通信模塊（槽4）和輸入輸出模塊。設置集成在cpu上的dp主站接口的參數，并建立要連接到dp主站接口的profibus網(wǎng)絡(luò )。

　　4.2 dp從站組態(tài)

　　以et 200m站連入dp主站為例。先從硬件中選擇接口模塊im153-l，連入dp主站接口的profibus網(wǎng)絡(luò )，如圖2所示，并設置此dp從站的profibus地址。地址要和im153模塊上的地址選擇開(kāi)關(guān)設定的地址相一致。

　　et 200m從站配置有2個(gè)信號模塊，從et 200m的di/do中找到相應型號模塊并加入從站的相應槽中，如圖3所示。在使用硬件目錄時(shí)要確認你是在正確的文件夾中，例如，為et 200m選擇模塊應在et 200m文件夾中查找。添加的分布式i/o與plc主站中的本地i/o具有統一的編址，因此在程序中可以像訪(fǎng)問(wèn)本地i/o一樣方便地訪(fǎng)問(wèn)分布式i/o，在編程時(shí)完全不必考慮一個(gè)i/o地址在物理上是通過(guò)何種方式連接的。

　　4.3 端口設置

　?。?）pg/pc接口是pg/pc和plc之間進(jìn)行通訊的接口，要實(shí)現pg/pc和plc設備之間的通訊連接，必須正確的設置該接口。在控制面板中打開(kāi)“set pg/pc interface”，選中“s7 online（ step7）”，再選擇網(wǎng)卡類(lèi)型。然后進(jìn)入 step 7的硬件組態(tài)hwconfig中設置通訊模塊的mac地址，地址為cp343-1標簽上給出的物理地址，其格式是一個(gè)12位的16進(jìn)制數（如：08-00-06-00-44-ae）。另外還需給 plc分配唯一的ip地址（如：192.168.0. 130 ）及子網(wǎng)掩碼（如：255.255.255.0 ）。

　?。?）設置profibus網(wǎng)絡(luò )：利用圖形組態(tài)工具netpro設置括profibus總線(xiàn)的傳輸速率、最高站地址、總線(xiàn)行規、總線(xiàn)參數等。

　　系統組態(tài)完成后，應下載到plc，并調試使硬件之間連通。

　　4.4 程序的編寫(xiě)和調試

　　step 7是用于s7-300/400創(chuàng )建控制程序的標準軟件，編程語(yǔ)言主要有：梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊圖。

　　通常用戶(hù)程序由組織塊（ob）、功能塊（fb）。

　　功能（fc）和數據塊（db）構成。ob1為主程序循環(huán)塊，是必需的。根據控制程序的復雜程度，對簡(jiǎn)單程序可將所有的程序放入ob1中進(jìn)行線(xiàn)性編程，如果程序比較復雜應進(jìn)行結構化編程，將程序用不同的邏輯塊加以結構化，通過(guò)ob1調用這些邏輯塊。

　　對一個(gè)實(shí)際的過(guò)程控制，按照所采用的控制策略編寫(xiě)用戶(hù)程序，模擬調試后下載到plc，與實(shí)際系統聯(lián)調，完成相應的控制功能。

5 wincc監控通訊組態(tài)

　　wincc提供simatic s7 protocol suite.chn驅動(dòng)程序，此驅動(dòng)程序支持多種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，通過(guò)它的通道單元可以與各種simatic s7-300/400plc進(jìn)行通訊，具體選擇通道單元的類(lèi)型要看wincc與自動(dòng)化系統的連接類(lèi)型。本系統選擇工業(yè)以太網(wǎng)通道單元，工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)環(huán)境中最有效的一種子網(wǎng)，它適用與管理層和現場(chǎng)層通訊。

　　首先添加simatic s7 protocol suite．chn 驅動(dòng)程序，然后在“simatic s7 protocol sute”下選擇“industrial ethemet”通道單元，打開(kāi)“連接屬性”輸入連接名稱(chēng)，在連接參數中輸入所要連接的plc的通訊模塊cp343-1的mac地址，plc中cpu所在的機架號和插槽號。此處的插槽號應是cpu所在的插槽號，不是通訊模塊所在的插槽號。

　　然后，用戶(hù)根據具體的過(guò)程控制任務(wù)，在新建的連接下建立變量，把變量和plc中所要連接的地址對應起來(lái)，與plc建立連接。最后利用wincc完成各種顯示畫(huà)面和數據的組態(tài)。

6 結束語(yǔ)

　　本文所建立的現場(chǎng)總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)接入標準以太網(wǎng)，還可以實(shí)現遠程監控。

　　該實(shí)驗裝置是根據自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)，基于過(guò)程控制基礎上集plc技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為一體的先進(jìn)的實(shí)驗裝置，采用了多種常用控制算法和理論，除包含常見(jiàn)的pid算法外，還增加了模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制等先進(jìn)的控制策略。