PLC可編程控制器在過程控制系統(tǒng)實驗裝置中的應(yīng)用

　　simatic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，支持iso和tcp/ip協(xié)議，通過它可快速地建立plc與pc/pg之間的通訊。產(chǎn)品的開發(fā)遵循分布式的“開放式控制結(jié)構(gòu)”，使其具有網(wǎng)絡(luò)組態(tài)簡便（即插即用）、通信可靠、網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)時間短（小于0.3秒）等優(yōu)點。由于采取全雙工共擔(dān)負(fù)荷方式工作，適用于對性能要求高的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，通過切換技術(shù)能夠可以實現(xiàn)非常龐大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組態(tài)

　　組態(tài)之前先要建立一個項目（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(jī)架、電源（槽1）、cpu（槽2）、通信模塊（槽4）和輸入輸出模塊。設(shè)置集成在cpu上的dp主站接口的參數(shù)，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(shè)置此dp從站的profibus地址。地址要和im153模塊上的地址選擇開關(guān)設(shè)定的地址相一致。

　　et 200m從站配置有2個信號模塊，從et 200m的di/do中找到相應(yīng)型號模塊并加入從站的相應(yīng)槽中，如圖3所示。在使用硬件目錄時要確認(rèn)你是在正確的文件夾中，例如，為et 200m選擇模塊應(yīng)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(tǒng)一的編址，因此在程序中可以像訪問本地i/o一樣方便地訪問分布式i/o，在編程時完全不必考慮一個i/o地址在物理上是通過何種方式連接的。

　　4.3 端口設(shè)置

　　（1）pg/pc接口是pg/pc和plc之間進(jìn)行通訊的接口，要實現(xiàn)pg/pc和plc設(shè)備之間的通訊連接，必須正確的設(shè)置該接口。在控制面板中打開“set pg/pc interface”，選中“s7 online（ step7）”，再選擇網(wǎng)卡類型。然后進(jìn)入 step 7的硬件組態(tài)hwconfig中設(shè)置通訊模塊的mac地址，地址為cp343-1標(biāo)簽上給出的物理地址，其格式是一個12位的16進(jìn)制數(shù)（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(shè)置profibus網(wǎng)絡(luò)：利用圖形組態(tài)工具netpro設(shè)置括profibus總線的傳輸速率、最高站地址、總線行規(guī)、總線參數(shù)等。

　　系統(tǒng)組態(tài)完成后，應(yīng)下載到plc，并調(diào)試使硬件之間連通。

　　4.4 程序的編寫和調(diào)試

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

　　通常用戶程序由組織塊（ob）、功能塊（fb）。

　　功能（fc）和數(shù)據(jù)塊（db）構(gòu)成。ob1為主程序循環(huán)塊，是必需的。根據(jù)控制程序的復(fù)雜程度，對簡單程序可將所有的程序放入ob1中進(jìn)行線性編程，如果程序比較復(fù)雜應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程，將程序用不同的邏輯塊加以結(jié)構(gòu)化，通過ob1調(diào)用這些邏輯塊。

　　對一個實際的過程控制，按照所采用的控制策略編寫用戶程序，模擬調(diào)試后下載到plc，與實際系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，完成相應(yīng)的控制功能。

5 wincc監(jiān)控通訊組態(tài)

　　wincc提供simatic s7 protocol suite.chn驅(qū)動程序，此驅(qū)動程序支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過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型要看wincc與自動化系統(tǒng)的連接類型。本系統(tǒng)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(xiàn)場層通訊。

　　首先添加simatic s7 protocol suite．chn 驅(qū)動程序，然后在“simatic s7 protocol sute”下選擇“industrial ethemet”通道單元，打開“連接屬性”輸入連接名稱，在連接參數(shù)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(jī)架號和插槽號。此處的插槽號應(yīng)是cpu所在的插槽號，不是通訊模塊所在的插槽號。

　　然后，用戶根據(jù)具體的過程控制任務(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(yīng)起來，與plc建立連接。最后利用wincc完成各種顯示畫面和數(shù)據(jù)的組態(tài)。

6 結(jié)束語

　　本文所建立的現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)，通過接入標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

　　該實驗裝置是根據(jù)自動化專業(yè)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)的特點，基于過程控制基礎(chǔ)上集plc技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的先進(jìn)的實驗裝置，采用了多種常用控制算法和理論，除包含常見的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。