【摘??要】目前，大多關(guān)于西門子PLC的應(yīng)用都是與集中控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合使用，主要使用通信技術(shù)將分散的PLC系統(tǒng)連接在一起，通過集中控制系統(tǒng)對其進(jìn)行監(jiān)控，該方法能有效提高生產(chǎn)自動化及管理效率。本文對西門子PLC系統(tǒng)在生產(chǎn)氧化鋁過程中的應(yīng)用。在集中控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC不僅能節(jié)省人力資源投入，還能有效提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率，同時達(dá)到生產(chǎn)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的科技化發(fā)展目的。

【關(guān)鍵詞】西門子PLC;集中控制系統(tǒng);應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工廠對產(chǎn)品生產(chǎn)的精細(xì)化程度提出了更高的要求，再加上政府要求加強(qiáng)對節(jié)能減排工作的開展，于是大部分工廠開始將西門子PLC系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)管理中，但是基本上所有工廠都是對其進(jìn)行分散管理。但是如果工廠的人員流動較為頻繁，就會為工廠的生產(chǎn)帶來消極的影響，阻礙工廠生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時也會影響到生產(chǎn)的安全問題。因此，想要解決上述問題就需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的控制模式，在現(xiàn)有控制技術(shù)的基礎(chǔ)之上集中控制生產(chǎn)設(shè)備及工作人員，實(shí)際上就是將PLC系統(tǒng)進(jìn)行集中式的管理，以統(tǒng)一協(xié)調(diào)工廠生產(chǎn)。

1?網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在集中控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，每臺PLC系統(tǒng)都要配備操作員站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，一般是3～4個操作員站，但是中央控制站中需要對多個PLC系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。集中控制系統(tǒng)中需要對多個PLC系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，同時還會受到PLC的通信影響，因此本文的集中控制系統(tǒng)由多個相互獨(dú)立的通信結(jié)構(gòu)組成。在對控制系統(tǒng)進(jìn)行整合的過程中，必須讓原有的控制系統(tǒng)具有TCP?/IP通信功能。原有的控制室操作員配置情況保持不變，使用光纖技術(shù)將PLC系統(tǒng)連接到控制室，確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全可靠。將所有控制系統(tǒng)、控制室及操作員站的網(wǎng)絡(luò)地址都設(shè)置為相同的網(wǎng)段，重新分配網(wǎng)絡(luò)地址，確保所有網(wǎng)絡(luò)地址不存在沖突，使網(wǎng)絡(luò)通信流暢。

2?集中控制系統(tǒng)硬件設(shè)施

2.1??S7-400系列通信

應(yīng)用S7-400通信設(shè)備時沒有限制監(jiān)控連接的數(shù)目，選擇CP443-1作為通信模塊，通過在該通信模塊上選取TCP?/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時正確設(shè)置好該模塊的子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)絡(luò)地址，就能進(jìn)行通信傳輸。所以，S7-400的控制系統(tǒng)中對通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置好或重新配置硬件設(shè)施，十分簡單便捷。

2.2?S7-300系列通信

針對該系列的PLC系統(tǒng)需要進(jìn)行參數(shù)修改，選取CP343-1作為通信模塊。首先選擇并打開操作系統(tǒng)，同時打開編輯器，對控制系統(tǒng)的CPU參數(shù)進(jìn)行更改，包括S7、OP、PG等參數(shù)，默認(rèn)數(shù)值為1。之所以更改參數(shù)主要是為了確保監(jiān)控系統(tǒng)的順利運(yùn)行，保障通信傳輸?shù)陌踩?。其中，OP是指觸摸屏，在電腦及PG臺式機(jī)中，如果有一個在線監(jiān)控PLC就會連接其占用的PG。在PLC系統(tǒng)連接中以及HMI應(yīng)用程序中都會使用到S7協(xié)議，并占用其連接。包括很多觸摸屏以及OPC?Server也都會占用S7連接。但是S7-300系列中的S7、PG及OP數(shù)量是固定的。在313C、314、315系列中，數(shù)量一般為8個、12個、16個。此外，設(shè)置了1-2臺操作站，默認(rèn)數(shù)值的情況下不會對通信效果產(chǎn)生影響，但是如果OP、PG的數(shù)量增加必須對參數(shù)進(jìn)行更改，將其數(shù)值分別設(shè)置為4和2，并控制系統(tǒng)進(jìn)行編譯。值得注意的是，要求CP343-1的通信模塊使用TCP/IP技術(shù)。因?yàn)樵鹊目刂葡到y(tǒng)的通信模塊存在差別，有應(yīng)用IP地址的，也有應(yīng)用MAC地址的，但是在配置PC/PG時只能選取其中一種，因此該通信模塊的設(shè)置應(yīng)該一致。對子網(wǎng)掩碼和IP地址進(jìn)行配置之后保存編譯，并下載該配置。

2.3??S7-200

在生產(chǎn)中一般有墮胎S7-200系列的控制系統(tǒng)，選擇CP243-1作為通信模塊，主要通過操作員站應(yīng)用PPI通信協(xié)議進(jìn)行通信。同時在配置向?qū)е懈鶕?jù)相應(yīng)的步驟將CP243-1作為服務(wù)器，對遠(yuǎn)程連接參數(shù)、IP地址及TSAP進(jìn)行配置，應(yīng)用客戶端程序設(shè)置PLC系統(tǒng)的IP地址，并對連接參數(shù)和TSAP參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，但是客戶端和服務(wù)器之間的參數(shù)配置應(yīng)相反。在集中控制中使用以太網(wǎng)連接一臺操作員站，就能開始通信，前提是屏蔽了防火墻并配置好DCOM，通過在操作系統(tǒng)中應(yīng)用輸入相同的賬號和密碼就能完成防火墻設(shè)置。

3?集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)施

3.1?基礎(chǔ)設(shè)置

WinCC是一款具有實(shí)時監(jiān)控功能的軟件，可以對監(jiān)控內(nèi)容進(jìn)行報警和趨勢預(yù)測，還可以查看歷史操作記錄。在集中控制系統(tǒng)中必須將所有IP地址設(shè)置在相同的網(wǎng)段中。對集中控制室進(jìn)行配置應(yīng)首先打開控制面板中的PC?Interface，選擇TCP/IP接口。在通信環(huán)境中，如果需要增加變量進(jìn)行連接，可以選擇OPC.chn，將這些程序安裝好后，在對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后在TCP/IP管理中新建連接，同時還要在PLC系統(tǒng)中建立連接后才能開始使用。

3.2?結(jié)構(gòu)設(shè)置

應(yīng)用結(jié)構(gòu)變量可以實(shí)現(xiàn)變量的批量設(shè)置，這樣不用進(jìn)行手動增加，從而節(jié)約系統(tǒng)時間。但是在系統(tǒng)控制模塊中，必須按照相應(yīng)的規(guī)則來運(yùn)用結(jié)構(gòu)變量。因此，要控制系統(tǒng)中窗口的數(shù)量，如果窗口數(shù)量太多就會使得變量的連接增多，提高系統(tǒng)的工作量，從而使得運(yùn)行效率降低。在構(gòu)建結(jié)構(gòu)變量的時候，要結(jié)合實(shí)際情況來建立變量。在設(shè)置參數(shù)地址的時候應(yīng)選擇模塊中的DBI并將其設(shè)置為雙字節(jié)參數(shù)。完成之后，設(shè)備變量就會自動與IP地址相對應(yīng)，并且與DBI的設(shè)備地址保持一致。

3.3?圖形編輯組態(tài)

由于集中控制系統(tǒng)是由多個離散的PLC系統(tǒng)相互連接構(gòu)成，因此形成的圖形窗口數(shù)量較多，變量之間存在的連接也較多，在操作系統(tǒng)過程中窗口轉(zhuǎn)換十分麻煩，并且通信傳輸畫面的更新時間也較長，增加工作人員的工作量。因此，必須選擇主機(jī)配置較高的機(jī)器，同時簡化設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備配置。另外，還可以將結(jié)構(gòu)變量應(yīng)用于圖形編輯中，以使窗口管理更加便捷快速。

進(jìn)行圖形組態(tài)設(shè)置時，可以建立一個子窗口，進(jìn)行開關(guān)量和顏色選擇，并對其的對話框進(jìn)行設(shè)計。進(jìn)行表達(dá)公式設(shè)置時主要應(yīng)用的語言是布爾型。在I/O對話框中的變量可以直接設(shè)置為PA。而對于其他的設(shè)置，可以根據(jù)實(shí)地情況進(jìn)行分析，相應(yīng)進(jìn)行實(shí)用的設(shè)計。在所有子窗口設(shè)置完成之后，可以在主程序中建立一個操作按鈕，控制這些子窗口。

4?結(jié)語

對西門子PLC系統(tǒng)進(jìn)行集中控制不僅能提高生產(chǎn)額的自動化效率，減少人力勞動，將生產(chǎn)過程中的操作人員減少了三分之一，還能減少生產(chǎn)勞動成本，提高設(shè)備使用率。應(yīng)用集中控制系統(tǒng)可以及時協(xié)調(diào)生產(chǎn)工序，生產(chǎn)操作人員可以快速增加生產(chǎn)量，并且還有利于生產(chǎn)管理和生產(chǎn)調(diào)度的進(jìn)行，在降低操作難度的同時使得生產(chǎn)管理中的協(xié)調(diào)性逐漸升高，從而為生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。對PCL系統(tǒng)進(jìn)行集中控制不能符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，還達(dá)到了生產(chǎn)經(jīng)營中的科學(xué)化、自動化目的。

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作者簡介：

秦永昌（1973年6-）男?安陽?中技?高級技師?河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司安陽卷煙廠?研究方向：西門子PLCzai工廠應(yīng)用

（作者單位：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司安陽卷煙廠）