婁玲玉+馮殿義+李紅斌

摘 要 純水制備裝置是防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的獨(dú)立設(shè)備，其S7-200PLC控制系統(tǒng)需要并到基于S7-300PLC和WinCC的防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)中去。文章主要介紹防凍液生產(chǎn)PLC控制站與純水制備裝置控制系統(tǒng)通過(guò)EM277模塊實(shí)現(xiàn)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)WinCC對(duì)純水制備裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)的

集成。

關(guān)鍵詞 PLC；純水制備裝置；PROFIBUS通訊

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0053-02

防凍液是一種功能繁多的冷卻液，應(yīng)用于很多領(lǐng)域，日益增長(zhǎng)的需求量加速了其生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。純水是防凍液生產(chǎn)的主要原料之一，因而純水的制備是防凍液生產(chǎn)的主要工藝，通常純水制備工藝由獨(dú)立的裝置完成，那么純水制備的設(shè)備也就成為了防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在防凍液生產(chǎn)的自動(dòng)控制過(guò)程中，將獨(dú)立的純水制備設(shè)備的控制集成到防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)，與整個(gè)生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)工作，使防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)具有完整性和可靠性。將純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)并入防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)有兩種方案：一種是WinCC直接對(duì)從站S7-200PLC組態(tài)，這種方法需要通過(guò)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)，通訊速度慢；另一種是S7-300PLC與S7-200PLC通訊，WinCC通過(guò)S7-300PLC實(shí)現(xiàn)與S7-200PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，此種方案通訊速度快，實(shí)時(shí)性好。S7-200 PLC與S7-300PLC之間的通訊方式主要有MPI通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信三種方式[1]。

Wincc直接對(duì)從站S7-200 PLC組態(tài)，通訊速度慢，傳輸距離受限制。S7-300 PLC與S7-200 PLC通訊有三種方式，MPI通信距離短，傳輸速度慢；工業(yè)以太網(wǎng)通信需要S7-300 PLC、S7-200 PLC分別加以太網(wǎng)模塊，大大提高了成本；PROFIBUS是一種開放的現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)，只需在從站S7-200 PLC加EM277，此種通訊克服了前兩種的弊端，通訊距離變長(zhǎng)，傳輸速度變快，傳送數(shù)據(jù)量大，在現(xiàn)代很多自動(dòng)化項(xiàng)目中多采用這種通訊方式且此方案已得到實(shí)際的應(yīng)用。本文主要介紹采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方法實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制站S7-300PLC與純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)的集成。

1 防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括操作站、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。本控制系統(tǒng)的主控制站S7-300 PLC控制器選為帶DP集成口的CPU314C-2DP，上位機(jī)WinCC生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)與PLC控制主站之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊，具有通訊速率快、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn)；純水制備控制系統(tǒng)S7-200 PLC控制器為CPU226通過(guò)擴(kuò)展EM277作為PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的模塊與CPU226組合成為從站，西門子Smart700IE觸摸屏通過(guò)MPI通訊操控S7-200PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備裝置的控制。S7-200 PLC擴(kuò)展EM277 PROFIBUS模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并入整個(gè)控制系統(tǒng)，整個(gè)控制系統(tǒng)起到“集中管理、分散控制”的作

用[2]。S7-200PLC將現(xiàn)場(chǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與S7-300 PLC交換數(shù)據(jù)，主站與上位機(jī)走工業(yè)以太網(wǎng)通訊，根據(jù)純水制備的生產(chǎn)工藝，控制室上位機(jī)通過(guò)WinCC界面實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與

操作。

圖1 控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2 S7-300 PLC與S7-200 PLC的主從通訊實(shí)現(xiàn)

主從站通過(guò)接口模塊EM277實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP通訊，從站S7-200PLC不需要編程和組態(tài)，而主從站通訊的實(shí)現(xiàn)需要S7-300 PLC進(jìn)行必要的硬件組態(tài)。從站的交換數(shù)據(jù)存放在V存儲(chǔ)區(qū)，并且從站數(shù)據(jù)要與主站組態(tài)的EM277的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)[3]。

主站的硬件組態(tài)過(guò)程：在STEP7 Version5.5中新建一個(gè)項(xiàng)目，首先需要選擇導(dǎo)軌，然后按照從上到下的順序依次選擇電源、CPU314C-2DP、數(shù)字量和模擬量模塊；然后配置網(wǎng)絡(luò)，雙擊2號(hào)槽下的DP，在新建子網(wǎng)中設(shè)置傳輸速率和配置文件DP，確定后出現(xiàn)PROFIBUS總線，此時(shí)便可在總線下方掛從站；從站靠EM277掛入主站，需要安裝EM277 GSD文件，在項(xiàng)目的組態(tài)界面的菜單欄“選項(xiàng)”下方安裝GSD文件，打開PROFIBUS-DP下方的“Additional Field Device”、“PLC”、“SIMATIC”找到EM277，從站便掛到了主站下方，保存編譯，最后下載到PLC就完成組態(tài)。CPU上DP地址是2，從站EM277站地址設(shè)置為3，在通訊時(shí)需要將接口模塊的旋鈕轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)站的地址[4]。硬件的組態(tài)配置如圖2所示。

3 WinCC水處理監(jiān)控界面簡(jiǎn)介

中控室WinCC水處理監(jiān)控界面的主要功能是顯示純水制備工藝的流程、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水處理過(guò)程中參數(shù)的設(shè)定、控制元件的開關(guān)及故障狀態(tài)，還有工藝參數(shù)的趨勢(shì)圖、報(bào)表打印輸出，當(dāng)控制流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還能處理數(shù)據(jù)和提供系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)[5]，防止發(fā)生生產(chǎn)事故。純水制備的監(jiān)控界面如圖3所示主要顯示出該過(guò)程中使用的生產(chǎn)設(shè)備，而且很直觀的看出這個(gè)處理的流程，在相應(yīng)區(qū)域顯示傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)諸如自來(lái)水罐的液位、一次凈水進(jìn)水壓力、純水箱的出水流量。

圖3 純水制備監(jiān)控界面

4 結(jié)束語(yǔ)

在自動(dòng)化生產(chǎn)中，通訊方式有很多，PROFIBUS和以太網(wǎng)通訊因其傳輸速率快和性能穩(wěn)定作為首選，主要是根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求和現(xiàn)場(chǎng)狀況做最后選擇。防凍液生產(chǎn)的PLC控制站通過(guò)EM277模塊完成與純水制備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控站W(wǎng)inCC進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔和分析處理。本文控制系統(tǒng)中的通訊方式省去了設(shè)計(jì)者的通訊編程量，減少設(shè)計(jì)者的工作量，生產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，防凍液的自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)也節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平。

參考文獻(xiàn)

[1]邵奇峰.基于SIEMENS EM277的PROFIBUS通訊[J].中原工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.

[2]崔堅(jiān).西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]向曉漢.西門子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4]倪君.西門子S7-200與S7-300的DP通訊[J].電氣自動(dòng)化，2006.

[5]西門子（中國(guó)）有限公司.深入淺出西門子WinCC V6[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介

婁玲玉（1987-），遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)在讀研究生。

馮殿義（1961-），教授，遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院。

李紅斌（1988-），化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)在讀研究生。endprint

摘 要 純水制備裝置是防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的獨(dú)立設(shè)備，其S7-200PLC控制系統(tǒng)需要并到基于S7-300PLC和WinCC的防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)中去。文章主要介紹防凍液生產(chǎn)PLC控制站與純水制備裝置控制系統(tǒng)通過(guò)EM277模塊實(shí)現(xiàn)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)WinCC對(duì)純水制備裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)的

集成。

關(guān)鍵詞 PLC；純水制備裝置；PROFIBUS通訊

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0053-02

防凍液是一種功能繁多的冷卻液，應(yīng)用于很多領(lǐng)域，日益增長(zhǎng)的需求量加速了其生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。純水是防凍液生產(chǎn)的主要原料之一，因而純水的制備是防凍液生產(chǎn)的主要工藝，通常純水制備工藝由獨(dú)立的裝置完成，那么純水制備的設(shè)備也就成為了防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在防凍液生產(chǎn)的自動(dòng)控制過(guò)程中，將獨(dú)立的純水制備設(shè)備的控制集成到防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)，與整個(gè)生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)工作，使防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)具有完整性和可靠性。將純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)并入防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)有兩種方案：一種是WinCC直接對(duì)從站S7-200PLC組態(tài)，這種方法需要通過(guò)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)，通訊速度慢；另一種是S7-300PLC與S7-200PLC通訊，WinCC通過(guò)S7-300PLC實(shí)現(xiàn)與S7-200PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，此種方案通訊速度快，實(shí)時(shí)性好。S7-200 PLC與S7-300PLC之間的通訊方式主要有MPI通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信三種方式[1]。

Wincc直接對(duì)從站S7-200 PLC組態(tài)，通訊速度慢，傳輸距離受限制。S7-300 PLC與S7-200 PLC通訊有三種方式，MPI通信距離短，傳輸速度慢；工業(yè)以太網(wǎng)通信需要S7-300 PLC、S7-200 PLC分別加以太網(wǎng)模塊，大大提高了成本；PROFIBUS是一種開放的現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)，只需在從站S7-200 PLC加EM277，此種通訊克服了前兩種的弊端，通訊距離變長(zhǎng)，傳輸速度變快，傳送數(shù)據(jù)量大，在現(xiàn)代很多自動(dòng)化項(xiàng)目中多采用這種通訊方式且此方案已得到實(shí)際的應(yīng)用。本文主要介紹采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方法實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制站S7-300PLC與純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)的集成。

1 防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括操作站、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。本控制系統(tǒng)的主控制站S7-300 PLC控制器選為帶DP集成口的CPU314C-2DP，上位機(jī)WinCC生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)與PLC控制主站之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊，具有通訊速率快、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn)；純水制備控制系統(tǒng)S7-200 PLC控制器為CPU226通過(guò)擴(kuò)展EM277作為PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的模塊與CPU226組合成為從站，西門子Smart700IE觸摸屏通過(guò)MPI通訊操控S7-200PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備裝置的控制。S7-200 PLC擴(kuò)展EM277 PROFIBUS模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并入整個(gè)控制系統(tǒng)，整個(gè)控制系統(tǒng)起到“集中管理、分散控制”的作

用[2]。S7-200PLC將現(xiàn)場(chǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與S7-300 PLC交換數(shù)據(jù)，主站與上位機(jī)走工業(yè)以太網(wǎng)通訊，根據(jù)純水制備的生產(chǎn)工藝，控制室上位機(jī)通過(guò)WinCC界面實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與

操作。

圖1 控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2 S7-300 PLC與S7-200 PLC的主從通訊實(shí)現(xiàn)

主從站通過(guò)接口模塊EM277實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP通訊，從站S7-200PLC不需要編程和組態(tài)，而主從站通訊的實(shí)現(xiàn)需要S7-300 PLC進(jìn)行必要的硬件組態(tài)。從站的交換數(shù)據(jù)存放在V存儲(chǔ)區(qū)，并且從站數(shù)據(jù)要與主站組態(tài)的EM277的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)[3]。

主站的硬件組態(tài)過(guò)程：在STEP7 Version5.5中新建一個(gè)項(xiàng)目，首先需要選擇導(dǎo)軌，然后按照從上到下的順序依次選擇電源、CPU314C-2DP、數(shù)字量和模擬量模塊；然后配置網(wǎng)絡(luò)，雙擊2號(hào)槽下的DP，在新建子網(wǎng)中設(shè)置傳輸速率和配置文件DP，確定后出現(xiàn)PROFIBUS總線，此時(shí)便可在總線下方掛從站；從站靠EM277掛入主站，需要安裝EM277 GSD文件，在項(xiàng)目的組態(tài)界面的菜單欄“選項(xiàng)”下方安裝GSD文件，打開PROFIBUS-DP下方的“Additional Field Device”、“PLC”、“SIMATIC”找到EM277，從站便掛到了主站下方，保存編譯，最后下載到PLC就完成組態(tài)。CPU上DP地址是2，從站EM277站地址設(shè)置為3，在通訊時(shí)需要將接口模塊的旋鈕轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)站的地址[4]。硬件的組態(tài)配置如圖2所示。

3 WinCC水處理監(jiān)控界面簡(jiǎn)介

中控室WinCC水處理監(jiān)控界面的主要功能是顯示純水制備工藝的流程、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水處理過(guò)程中參數(shù)的設(shè)定、控制元件的開關(guān)及故障狀態(tài)，還有工藝參數(shù)的趨勢(shì)圖、報(bào)表打印輸出，當(dāng)控制流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還能處理數(shù)據(jù)和提供系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)[5]，防止發(fā)生生產(chǎn)事故。純水制備的監(jiān)控界面如圖3所示主要顯示出該過(guò)程中使用的生產(chǎn)設(shè)備，而且很直觀的看出這個(gè)處理的流程，在相應(yīng)區(qū)域顯示傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)諸如自來(lái)水罐的液位、一次凈水進(jìn)水壓力、純水箱的出水流量。

圖3 純水制備監(jiān)控界面

4 結(jié)束語(yǔ)

在自動(dòng)化生產(chǎn)中，通訊方式有很多，PROFIBUS和以太網(wǎng)通訊因其傳輸速率快和性能穩(wěn)定作為首選，主要是根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求和現(xiàn)場(chǎng)狀況做最后選擇。防凍液生產(chǎn)的PLC控制站通過(guò)EM277模塊完成與純水制備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控站W(wǎng)inCC進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔和分析處理。本文控制系統(tǒng)中的通訊方式省去了設(shè)計(jì)者的通訊編程量，減少設(shè)計(jì)者的工作量，生產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，防凍液的自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)也節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平。

參考文獻(xiàn)

[1]邵奇峰.基于SIEMENS EM277的PROFIBUS通訊[J].中原工學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.

[2]崔堅(jiān).西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]向曉漢.西門子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4]倪君.西門子S7-200與S7-300的DP通訊[J].電氣自動(dòng)化，2006.

[5]西門子（中國(guó)）有限公司.深入淺出西門子WinCC V6[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介

婁玲玉（1987-），遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)在讀研究生。

馮殿義（1961-），教授，遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院。

李紅斌（1988-），化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)在讀研究生。endprint

摘 要 純水制備裝置是防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的獨(dú)立設(shè)備，其S7-200PLC控制系統(tǒng)需要并到基于S7-300PLC和WinCC的防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)中去。文章主要介紹防凍液生產(chǎn)PLC控制站與純水制備裝置控制系統(tǒng)通過(guò)EM277模塊實(shí)現(xiàn)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)WinCC對(duì)純水制備裝置的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)的

集成。

關(guān)鍵詞 PLC；純水制備裝置；PROFIBUS通訊

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0053-02

防凍液是一種功能繁多的冷卻液，應(yīng)用于很多領(lǐng)域，日益增長(zhǎng)的需求量加速了其生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。純水是防凍液生產(chǎn)的主要原料之一，因而純水的制備是防凍液生產(chǎn)的主要工藝，通常純水制備工藝由獨(dú)立的裝置完成，那么純水制備的設(shè)備也就成為了防凍液生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在防凍液生產(chǎn)的自動(dòng)控制過(guò)程中，將獨(dú)立的純水制備設(shè)備的控制集成到防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)，與整個(gè)生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)工作，使防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)具有完整性和可靠性。將純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)并入防凍液中央生產(chǎn)控制系統(tǒng)有兩種方案：一種是WinCC直接對(duì)從站S7-200PLC組態(tài)，這種方法需要通過(guò)OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)，通訊速度慢；另一種是S7-300PLC與S7-200PLC通訊，WinCC通過(guò)S7-300PLC實(shí)現(xiàn)與S7-200PLC通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，此種方案通訊速度快，實(shí)時(shí)性好。S7-200 PLC與S7-300PLC之間的通訊方式主要有MPI通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信和PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信三種方式[1]。

Wincc直接對(duì)從站S7-200 PLC組態(tài)，通訊速度慢，傳輸距離受限制。S7-300 PLC與S7-200 PLC通訊有三種方式，MPI通信距離短，傳輸速度慢；工業(yè)以太網(wǎng)通信需要S7-300 PLC、S7-200 PLC分別加以太網(wǎng)模塊，大大提高了成本；PROFIBUS是一種開放的現(xiàn)場(chǎng)總線通信標(biāo)準(zhǔn)，只需在從站S7-200 PLC加EM277，此種通訊克服了前兩種的弊端，通訊距離變長(zhǎng)，傳輸速度變快，傳送數(shù)據(jù)量大，在現(xiàn)代很多自動(dòng)化項(xiàng)目中多采用這種通訊方式且此方案已得到實(shí)際的應(yīng)用。本文主要介紹采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方法實(shí)現(xiàn)防凍液生產(chǎn)控制站S7-300PLC與純水制備裝置S7-200PLC控制系統(tǒng)的集成。

1 防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

防凍液生產(chǎn)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括操作站、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。本控制系統(tǒng)的主控制站S7-300 PLC控制器選為帶DP集成口的CPU314C-2DP，上位機(jī)WinCC生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)與PLC控制主站之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊，具有通訊速率快、技術(shù)可靠等優(yōu)點(diǎn)；純水制備控制系統(tǒng)S7-200 PLC控制器為CPU226通過(guò)擴(kuò)展EM277作為PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的模塊與CPU226組合成為從站，西門子Smart700IE觸摸屏通過(guò)MPI通訊操控S7-200PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備裝置的控制。S7-200 PLC擴(kuò)展EM277 PROFIBUS模塊通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并入整個(gè)控制系統(tǒng)，整個(gè)控制系統(tǒng)起到“集中管理、分散控制”的作

用[2]。S7-200PLC將現(xiàn)場(chǎng)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)與S7-300 PLC交換數(shù)據(jù)，主站與上位機(jī)走工業(yè)以太網(wǎng)通訊，根據(jù)純水制備的生產(chǎn)工藝，控制室上位機(jī)通過(guò)WinCC界面實(shí)現(xiàn)對(duì)純水制備生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與

操作。

圖1 控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2 S7-300 PLC與S7-200 PLC的主從通訊實(shí)現(xiàn)

主從站通過(guò)接口模塊EM277實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP通訊，從站S7-200PLC不需要編程和組態(tài)，而主從站通訊的實(shí)現(xiàn)需要S7-300 PLC進(jìn)行必要的硬件組態(tài)。從站的交換數(shù)據(jù)存放在V存儲(chǔ)區(qū)，并且從站數(shù)據(jù)要與主站組態(tài)的EM277的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)[3]。

主站的硬件組態(tài)過(guò)程：在STEP7 Version5.5中新建一個(gè)項(xiàng)目，首先需要選擇導(dǎo)軌，然后按照從上到下的順序依次選擇電源、CPU314C-2DP、數(shù)字量和模擬量模塊；然后配置網(wǎng)絡(luò)，雙擊2號(hào)槽下的DP，在新建子網(wǎng)中設(shè)置傳輸速率和配置文件DP，確定后出現(xiàn)PROFIBUS總線，此時(shí)便可在總線下方掛從站；從站靠EM277掛入主站，需要安裝EM277 GSD文件，在項(xiàng)目的組態(tài)界面的菜單欄“選項(xiàng)”下方安裝GSD文件，打開PROFIBUS-DP下方的“Additional Field Device”、“PLC”、“SIMATIC”找到EM277，從站便掛到了主站下方，保存編譯，最后下載到PLC就完成組態(tài)。CPU上DP地址是2，從站EM277站地址設(shè)置為3，在通訊時(shí)需要將接口模塊的旋鈕轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)站的地址[4]。硬件的組態(tài)配置如圖2所示。

3 WinCC水處理監(jiān)控界面簡(jiǎn)介

中控室WinCC水處理監(jiān)控界面的主要功能是顯示純水制備工藝的流程、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水處理過(guò)程中參數(shù)的設(shè)定、控制元件的開關(guān)及故障狀態(tài)，還有工藝參數(shù)的趨勢(shì)圖、報(bào)表打印輸出，當(dāng)控制流程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)還能處理數(shù)據(jù)和提供系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)[5]，防止發(fā)生生產(chǎn)事故。純水制備的監(jiān)控界面如圖3所示主要顯示出該過(guò)程中使用的生產(chǎn)設(shè)備，而且很直觀的看出這個(gè)處理的流程，在相應(yīng)區(qū)域顯示傳感器實(shí)際數(shù)據(jù)諸如自來(lái)水罐的液位、一次凈水進(jìn)水壓力、純水箱的出水流量。

圖3 純水制備監(jiān)控界面

4 結(jié)束語(yǔ)

在自動(dòng)化生產(chǎn)中，通訊方式有很多，PROFIBUS和以太網(wǎng)通訊因其傳輸速率快和性能穩(wěn)定作為首選，主要是根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求和現(xiàn)場(chǎng)狀況做最后選擇。防凍液生產(chǎn)的PLC控制站通過(guò)EM277模塊完成與純水制備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，監(jiān)控站W(wǎng)inCC進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔和分析處理。本文控制系統(tǒng)中的通訊方式省去了設(shè)計(jì)者的通訊編程量，減少設(shè)計(jì)者的工作量，生產(chǎn)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，防凍液的自動(dòng)化程度的實(shí)現(xiàn)也節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平。

參考文獻(xiàn)

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[3]向曉漢.西門子PLC高級(jí)應(yīng)用實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[4]倪君.西門子S7-200與S7-300的DP通訊[J].電氣自動(dòng)化，2006.

[5]西門子（中國(guó)）有限公司.深入淺出西門子WinCC V6[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008.

作者簡(jiǎn)介

婁玲玉（1987-），遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)在讀研究生。

馮殿義（1961-），教授，遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院。

李紅斌（1988-），化工過(guò)程機(jī)械專業(yè)在讀研究生。endprint