摘 要：S7-300是西門子公司的可編程序控制器產(chǎn)品。其模塊化的結構、易于實現(xiàn)分布式的配置以及性價比高、電磁兼容性強、抗震動沖擊性能好，使其在在化工等行業(yè)應用較為廣泛，其容量滿足于300點位的要求，包括：模擬量輸入出、開關量輸入輸入，在編程方面以結構化梯形圖的方式被人所熟知，通俗易懂，與歐姆龍的編程方式相比更容易被解讀。通過一些邏輯語言使得設備實現(xiàn)一些給定的功能，上位機與下位機的通訊使用連接電纜實現(xiàn)，一些有RS232、RS485以及現(xiàn)在使用的以太網(wǎng)等通訊電纜，數(shù)據(jù)顯示也使用相同的方式實現(xiàn)在PC機上監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)在在化工企業(yè)一般使用WinCC監(jiān)控系統(tǒng)。現(xiàn)在主流版本為7.0以上。本文主要對現(xiàn)電力工程部的供暖的數(shù)據(jù)通訊方式由RS485到以太網(wǎng)通訊做了一個過渡，原有的監(jiān)控系統(tǒng)也進行了一個版本的升級。

關鍵詞：S7-300；以太網(wǎng)通訊；長距離傳輸

中圖分類號：TP393.11 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）15-0277-01

本文以現(xiàn)羅羅控制室控制的設備為例，詳細介紹了基于西門子S7-300可編程控制器與組態(tài)軟件WinCC實現(xiàn)的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，并介紹了S7-300PLC與上位機組態(tài)軟件WinCC通過由RS485通訊到以太網(wǎng)的轉變，以及監(jiān)控系統(tǒng)5.0到7.3的升級。

1 背 景

羅羅控制室控制的設備為：三區(qū)換熱站計量系統(tǒng)；供大化蒸汽計量系統(tǒng)；大水池液位顯示及液位控制的調(diào)節(jié)閥。在羅羅控制室的其余設備都為停用狀態(tài)，在抄寫流量報表時需要單獨進入羅羅控制室進行查看，在現(xiàn)用的監(jiān)控系統(tǒng)運行的情況下出現(xiàn)過程序自動關閉，為運行人員及維護人員一定程度上都增加了工作量。羅羅控制室暖氣已停用，冬季氣溫室內(nèi)溫度較低，為編程工作帶來不便。在用的工控機使用年限已超15年，2014年7月由于工控機主板故障，故障停用一次。監(jiān)控系統(tǒng)版本為較早的WINCC5.0版本。

2 通訊技術應用的意義

通過2017年塔西南勘探開發(fā)公司RR控制室控制及監(jiān)控系統(tǒng)改造項目，并結合當前我單位正在運行的1～3#新建鍋爐的通訊技術的應用，實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊技術的應用。通過以太網(wǎng)通訊技術的應用，在新建鍋爐的監(jiān)控系統(tǒng)中顯示并進行控制，可以減少監(jiān)控的設備，縮短運行人員巡檢路線，減少維護工作量。當使用光纖、光纖收發(fā)器及通訊模塊把PC機與S7-300連接時，通訊速度可以達到10～100Mbps的速率，且傳輸距離不受限制。

3 可行性驗證

羅羅控制室控制系統(tǒng)的程序可以使用筆記本進行編程通訊，羅羅主控室的編程工控機可以甩開不使用，監(jiān)控系統(tǒng)使用新鍋爐控制室的WinCC7.3做畫面實現(xiàn)，冷卻水泵房有220V電源為PLC供電，在冷卻水泵房內(nèi)安裝一個小型的控制柜放置PLC，光纖可以走廠區(qū)內(nèi)架空的匯線槽，通過上述措施可以實現(xiàn)從羅羅控制室至新鍋爐控制室的通訊組態(tài)。結合當前硬件系統(tǒng)的容量，同時對西門子PLC程序和上位機監(jiān)控軟件進行修改，是實現(xiàn)了以太網(wǎng)技術在采暖系統(tǒng)上的應用的。

4 應用實施

4.1 硬件系統(tǒng)的配置

將三區(qū)換熱站計量系統(tǒng)、供大化蒸汽計量系統(tǒng)、大水池液位顯示及液位控制的調(diào)節(jié)閥的信號線由羅羅控制室移至冷卻水泵房，在冷卻水泵房放置一個小型的控制箱，配置有原有的S7-300的PLC以及相應的模擬量采集模塊，添加購置的通訊模塊CP343-1。將冷卻水泵房的220V電源通過原有的電源模塊轉換為24V為控制系統(tǒng)供電。光纖由新建鍋爐控制室引入冷卻水泵房，光纖長度800m左右，從新建鍋爐控制、發(fā)電車間辦公樓的電纜溝，1～5#廠房的架空匯線槽，國產(chǎn)高配室前的電纜溝引至冷卻水泵房，兩端使用光電模塊轉換采集信號、光纖收發(fā)器接受和發(fā)送信號。分別使用空氣開關控制光纖盒、電伴熱、大水池調(diào)節(jié)閥及PLC電源。

4.2 硬件組態(tài)

與原有通訊方式相比，使用以太網(wǎng)通訊需要添加一個通訊模塊CP343-1，所以硬件需要重巡組態(tài)，S7-300的內(nèi)部程序是有step5.0軟件編寫的，CP34-1是最近研發(fā)出的通訊模塊，將網(wǎng)上下載的組態(tài)包載入軟件并在項目中添加，設置通訊地址，由于新建鍋爐的工控機有兩個光口，新建鍋爐的網(wǎng)段占用一個光口，10T鍋爐的網(wǎng)段占用一個光口，所以新配置的采暖系統(tǒng)需要使用上述其中一個網(wǎng)段，為維護方便，將采暖系統(tǒng)和10T鍋爐占用同一個網(wǎng)段，且10T爐的地址為192.168.0.1，所以采暖系統(tǒng)的地址設置為192.168.0.2，新建鍋爐工控機的光口網(wǎng)絡地址為實現(xiàn)通訊設置為192.168.0.10。

4.2 通訊測試

組態(tài)完畢后，硬件測試在線觀察是否有錯誤，無誤后在新建鍋爐工控機運行窗口測試通訊，拼地址ping 192.168.0.2，如正常則控制室內(nèi)工控機與冷卻水泵房的控制系統(tǒng)通訊已連接，網(wǎng)絡架構已建成。

4.3 監(jiān)控組態(tài)

在WinCC7.項目變量管理中需要新建連接設置通訊地址：192.168.0.1，設置機架號、槽位，原有變量地址不變，新增大水池液位及調(diào)節(jié)閥的模擬輸入輸出點位，如地址命名不沖突則通訊連接不出現(xiàn)嘆號即命名無誤可繼續(xù)編輯畫面。

4.4 畫面編輯

由于新增控制設備為采暖系統(tǒng)部分設備，大水池的水經(jīng)補水泵通向軟化水箱，可將畫面編輯在采暖系統(tǒng)的子畫面軟化水箱中，添加供三區(qū)換熱站蒸汽系統(tǒng)、供大化蒸汽系統(tǒng)、大水池液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，并增加大水池給水調(diào)節(jié)閥的PID控制參數(shù)輸入輸出域。

5 應用效果

5.1 技術水平

應用實施后改變原有通訊方式，采用以太網(wǎng)通訊，具有以下特點：長距離傳輸，速度快，穩(wěn)定性好，不易受干擾。監(jiān)控系統(tǒng)的升級淘汰原有的監(jiān)控系統(tǒng)了，實現(xiàn)了與主流版本一致，采用了功能強大的winncc7.3版本，畫面切換更為直觀，簡單，報文導出更加快捷，還可以實現(xiàn)多點觸控，為以后系統(tǒng)升級提供便利。通過對以太網(wǎng)通訊的探索，提高了在通訊方面的技術水平，取得了明顯的效益。

5.2 實用層次

以太網(wǎng)的實施應用，除去軟硬件對計量及調(diào)節(jié)的影響解決生產(chǎn)隱患、減少操作和維護人員的工作量，保證除鹽水的正常供給及蒸汽用量的準確計量，確保了儀表設備的穩(wěn)定運行，支持了生產(chǎn)?？梢栽谛陆ㄥ仩t同時監(jiān)控三區(qū)換熱站蒸汽計量系統(tǒng)、供大化蒸汽計量系統(tǒng)、大水池液位控制系統(tǒng)、10T快鍋、新建鍋爐及采暖系統(tǒng)，實現(xiàn)了與新建鍋爐控制室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的對接并完成了自控設備的全覆蓋。

參考文獻

[1]王文強.基于西門子PLC以太網(wǎng)模塊與WinCC實現(xiàn)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)[M].工業(yè)控制計算機，2013，13（1）：34～36.

收稿日期：2018-4-23