冶金业PLC技术研究论文

2021-04-16 论文

　　1PLC的选型

　　PLC选型方式灵活，根据控制对象和控制任务的不同，我们可以选择不同型号的PLC及其模板类型和数量。首先我们根据具体的控制任务决定出需要采集和控制的点数，即DI/DO点数和AI/AO点数，然后像搭积木一样搭出所需PLC的模板配置及其模板的数量。一般来说：点数在100点以下，选用S7-200系列；点数在1000点以下，选用S7-300系列；点数在1000点以上，选用S7-400系列；模板的数量等于点数除以单个模板的通道数。因此唐钢冷轧厂———镀锌生产线所采用的PLC就是S7-400系列。

　　2西门子PLC的连接方式

　　西门子PLC的连接方式主要有以下2种：

　　（1）下位连接，即PLC与远程单元的.连接，就是主站与从站单元的连接。西门子PLC可以通过PROFIBUS-DP通讯方式与ET200系列远程站构成分布式自动化系统，方便的实现现场级自动化。PROFIBUS-DP通讯数据传输率最大为12Mbit/s，从I/O传送信号到PLC控制器只需短至毫秒级的时间，确保了从单元层到现场层的集成通信。这种连接使现场只有一根总线，彻底避免了多电缆硬线连接容易造成的故障，简化了施工与维护。

　　（2）同位连接，即PLC与PLC之间的连接主要是多台PLC主站之间连接。多台PLC通过通讯模板连接在一起，在S7网络组态中指定2台PLC的伙伴关系，就产生共同的ID号，用来识别网络上构成伙伴通信关系的2台PLC，再通过S7的标准功能FC5（AG-SEND）和（AG-RECV）编程定义数据的发送与接收。如果采用的通讯模板是PROFIBUS网卡，构成伙伴通信关系的2台PLC采用FDL协议；如果采用的通讯模板是工业以太网网卡，构成伙伴通信关系的两台PLC采用ISO协议。

　　3INTOUCH操作站

　　上位监控软件INTOUCH是西门子公司推出组态软件平台，它可用于自动化领域中所有的操作员控制和监控任务。INTOUCH使用方便功能强大，使用INTOUCH组态软件可开发出较强的组合画面。以下是INTOUCH组态软件所具备的一些功能：

　　（1）显示功能：用图形实时地显示生产线上各个设备的运行情况，动态显示生产工艺流程；动态显示模拟量信号、开关量信号、各种累计信号的数值，通过按钮、开关、信号灯、颜色、百分比、填充等手段实时生动地表达出来。

　　（2）数据管理：能够建立和产生数据库，操作信息库，故障信息库。

　　（3）数据处理：在INTOUCH的曲线跟踪功能中，它既可以显示实时数据，也可查询历史数据。

　　（4）报警功能：当某一模拟量（如温度，压力，流量等）超出给定范围或某一开关量（如电机启停，阀门开关等）发生变位时，根据不同的需要发出不同等级的报警。

　　（5）报表功能：即时报表，日报表，月报表，年报表。

　　（6）安全功能：按不同的操作级别分别加密，不同级别的操作员操作权限不同。

　　（7）打印功能：可以实现报表和图形的打印，以及各种报警的实时打印。

　　（8）INTOUCH操作站硬件基础是工控机和工业网卡，软件构成为WIN98/NT/2000系统。

　　4西门子工业通讯网络

　　（1）工业以太网ETHERNET：工业以太网是基于国际标准的网络，专为工业应用而优化设计。工业以太网技术上与1EEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP通讯协议。工业以太网是基于1EEE802.3的强大的区域和单元网络。

　　（2）现场总线PROFIBUS网：现场总线是指将现场设备与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场发展的产物。PROFIBUS主要由PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-DP三部分组成。其中PROFIBUS-DP是一种高速（传输速率9.6kbps～12Mbps）、经济的设备级网络，主要用于现场控制器与分散I/O之间的通讯，可满足交直流调速系统快速相应的时间要求；PROFIBUS-PA用IECII58-2标准，传输速率为31.25kbps，提供本质安全特性，适用于安全性要求较高以及由总线供电的场合；PROFIBUS-FMS主要解决车间级通信问题，完成中等传输速度的循环或者非循环数据交换任务。唐钢———镀锌车间采用的就是PROFIBUS-DP通讯。

　　5结语

　　由西门子可编程控制器和INTOUCH操作站构成的监控系统解决了整个系统实时集中控制和各种数据的在线管理问题，实现了对控制目标的直接数字化控制，大大提高了控制过程的技术水平。西门子PLC技术在唐钢一期镀锌生产线的自动控制系统的应用实践证明该系统具有良好的稳定性，可操作性，完全达到设计的控制要求。

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