湖北西门子S7-200代理商     

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人民上海庆惜自动化设备有限公司  西门子PLC授权直销。
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西门子S7-200模块的编程软件采用SIEMENS公司的SIMATIC STEP7 V6软件平台用来完成硬件组态、地址和站址的分配以及编制整个生产过程的控制程序的。上位机监控软件采用国产软件组态王，全部采用汉化界面，便于系统的开发与操作，该系统运行于WINOOWs2000中文平台，可实现对生产过程的全面监控，对重要参数形成历史记录，以报表或曲线的形式显示给操作人员。通过VB语言脚本，可以在主控室的上位机显示重要参数的历史趋势、实时趋势，实现联锁调节的手自动切换、操作、压力的高、低限报警、流量数据的显示与累计，满足高生产率的调度需求。 
  
  （3） 现场显示 
  
  现场采用MCC屏进行参数控制，触摸屏程序由组态软件来完成，人机界面采用中文菜单，界面友好，操作方便，功能较强，主要用于现场压力、流量、阀位的显示与操作。可作为操作人员现场操作的依据。 
  
  二、系统实现排渣系统的自动控制和监控 
  
  主要包括如下功能： 
  
  （1） 灵活的操作方式以及强大的系统控制功能：系统可以实现上位机操作、控制柜操作和就地手动操作； 
  （2） 报警功能：当温度过工艺要求，可在现场、就地实现越限报警； 
  （3） 简单、方便的参数设定： 压力调节的压力设定值、P、I、D等参数可以在上位机中设定。 
  
  1 、系统控制功能 
  
  （1） 过程控制的功能： 
  
  1）系统对床压实现了PID自动调节控制； 
  2）对所采集的模拟信号进行线性化、滤波、工程单位转换处理； 
  3）实现了流量信号的温、压补偿，提高了仪表的测量精度。 
  
  （2） 逻辑控制 
  
  联锁逻辑控制实现开/关的控制，逻辑控制及用户自定义功能块等。系统可以实现电磁阀控制以及参数越限报警等功能 
  
  （3） 人机接口 
  
  HMI系统中包含主工艺画面，分系统画面，画面直观、丰富，具备PID在线调节、在线显示功能，包括过程量变化趋势的实时趋势。 
  
  三、软件设计 
  
  根据该系统具体情况，PLC系统软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面： 
  
  （1） 数据采集及工程量转换 
  （2） PID算法 
  （3） 流量温压补偿计算以及流量的累积计算 
  
  对于系统中的逻辑控制选用梯形图（LADDER）编程，直观、方便；对于PID回路控制流量温压补偿计算以及流量的累积计算部分则采用语句表（STL）编程，结构紧凑而又灵活。 PID调节是该系统中为重要的控制程序，因此特将PID算法作一重点介绍。 
  
  1、PID算法 
  
  STEP7提供了两种常用的PID算法：连续型PID（FB41）和离散型PID（FB42），根据实际要求，选用的是FB41。并在组态王中使用画图功能模拟一个PID调节器的操作面板，完成PID调节控制中的手/自动切换、给定值输入、手动输出值输入、PID参数（比例系数、积分时间）输入等功能。 
  
  PID算法的输出实际上是比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分作用之和： 
  
  

西门子s7-200

Ｍｎ＝ＭＰｎ＋ＭＩｎ＋ＭＤｎ 
  ＭＰｎ ＝ ＧＡＩＮ（ＳＰｎ－ ＰＶｎ） 
  ＭＰｎ ＝ ＧＡＩＮ  ＴＳ／ ＴＩ（ＳＰｎ－ ＰＶｎ）＋ ＭＸ 
  ＭＤｎ ＝ ＧＡＩＮ  ＴＤ／ ＴＳ（ＰＶｎ－１－ ＰＶｎ） 
  Ｍｎ：第ｎ次采样时刻的输出值。 
  ＭＰｎ：第ｎ次采样时刻的比例作用，与偏差成正比。 
  ＭＩｎ：第ｎ次采样时刻的积分作用，可以消除静差，提高控制品质。 
  ＭＤｎ：第ｎ次采样时刻的微分作用，根据差值的变化率调节，可抑制调。 
  ＳＰｎ：第ｎ次采样时刻的设定值。 
  ＰＶｎ：第ｎ次采样时刻的过程值。 
  ＭＸ：第ｎ－１次采样时刻的积分作用，每次采样计算后自动刷新。 
  ＧＡＩＮ：回路增益，P参数。 
  ＴＩ：积分时间常数，即I参数。 
  ＴＩ：微分时间常数，即D参数。 
  ＴＳ：采样时间。 
  
  西门子s7-200从上面的公式中可以看出，参数P（GAIN）与P、I、D作用都是成正比的，它决定了PID回路的灵敏度，即调节速度的快慢；Ｉ参数越大，积分作用越弱，而D参数越大，微分作用越强。不能单靠理论计算来确定PID参数，的衡量标准就是被控参数（压力）的精度和稳定度，所以在实际调试中，都是参照被控参数的实时曲线，反复观察分析，从而达到佳的控制效果。

       

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SIEMENS S7-200模块 PLC在取料机上的应用 
我于2005年在港口取料设备上进行了S5 PLC的升级改造，改造方案如下:
1、原系统简介
（1） 取料机有四种工作方式，退避工作方式、机侧工作方式、手动工作方式、自动工作方式。其中只有手动和自动工作方式是在机上PLC控制下运行。
（2） 手动工作方式为司机在司机室内通过控制手柄操纵取料机进行取料作业。
（3） 自动工作方式为司机在司机室内设定取料作业所需参数，PLC内自动作业程序接到取料作业所需参数后，按设定程序完成取料作业。
2、工艺过程
斗轮皮带机、大臂旋转和俯仰、行走、洒水、集中润滑系统组成。
3、当前装置
当前PLC系统采用的是西门子90年代产品S5-150U，大约I/O点为400点以内。
该设备已经陈旧、技术也落后于时代，备品备件供货困难，拟对其进行改造。
4、改造内容
（1） PLC控制系统更换为西门子功能强大的SIMATIC S7-400系列的可编程控制器。它具有模块化及无风扇的设计，坚固耐用，容易扩展和广泛的通讯能力，完成S7-400的硬件组态。
（2） S7-400系列程序含有大量标准功能块，我们依据工艺重新编制PLC程序。
（3） 将旋转检测装置更换为值编码器。
（4） 人机界面是采用西门子新产品MP370并编程。
（5） 原端子排更新为万可端子。
（6） 原大车行走监控系统由增量型编码器和智能型I/O组成，现更换为增量型编码器和FM450计数模块所组成。
5、改造原则
保证实现取料机原功能及招标书中新增功能。
在改造过程中，不影响取料机的正常作业。
此项目使用了西门子S7-400的PLC，此工程要求在不连续停机的状态下，将原有的线路接线端子进行更换，将S5切换到S7－400。工程难点为利用每天有限的0.5－3个小时的时间，进行端子更换和程序调试，要求能随时切换到S5作业，并且原有图纸缺少端子图。技术难点为FM450-1、CP441-2和DATA-LINC SRM6100的通讯。
根据现场实际状况，我利用一周时间根据电气原理图、现场情况，重新画出端子接线图，做出新S7-400的硬件配置，如下图：




根据项目状况，编制施工方案，同甲方协商一致后，正式施工。
首先，做好新端子排，利用有限的时间将线路从旧端子排移到新端子排（保证硬件连接的无误同时），将S7-400 PLC的前连接器做好。
其次，设计一套切换装置，以便能随时进行S5到S7-400的切换。
后进行程序的调试，在调试过程中，技术难点出现在编码器上，现场共有行走和旋转两个编码器，行走编码器调试过程比较顺利。旋转编码器调试时，出现数据负漂、角度相差10º的现象，后在启动门上加上启、停指令解决此问题。
根据技术协议，选用Siemens MP370，在M370上进行设备运行状态显示，进行故障引发点的状态显示，以方便现场维修人员的维修工作。

系统描述：
五座白灰窑分三期完成，一期和二期项目中选用SIMATIC-S7 200的PLC和WINCC作为监控系统，三期项目中选用的是S7 400的PLC。

系统控制要求：
1.逻辑控制比较复杂，对设备运行的连锁条件要求严格，需要有故障保护程序。合理运用定时触发和脉冲沿触发。
2.PID回路调节较多，对调节质量有较高要求。需优化调节参数。
3.通讯负担繁重，PLC站间、PLC与上位机之间都有大量数据交换。需要有高速网络连接。
4.生产网要向管理网提供数据（包括数据和画面）。要保证生产网的安全稳定。
系统特点：
1．依据控制对象的规模，兼顾性能与成本合理选型。
2．生产网与管理网的集成，向管理网提供生产数据和画面。

本文主要介绍了Siemens S7-200系统在烧碱生产中的应用，同时也详细说明了配置S7-414H系统的方法和步骤。
关键词：PLC 冗余 整流 Wincc
Abstract：This er mAInly introduces the application of Siemens S7-414H System in Producing NaOH,and interprets the methods and procedures on how to configure the Siemens S7-414H system in detail.
Key Words：PLC Redundancy Rectificate Wincc
1、 引言
电解工业盐水是获得氯气、氢气和烧碱等工业原料的主要方法，其生产过程是通过整流机组输出大电流到电解槽，使工业盐水发生电离，从而产生氯气、烧碱和氢气等产品。由于电解工业盐水是一个连续而又复杂的生产过程，而且整流机组直流电流的输出对生产有着至关重要的作用，一旦整流机组出现问题，就可能损坏电解槽和其他相关的设备。为此，对整流机组的控制提出了可靠性高、稳定性强、容错能力好的要求，并应尽可能的减少整流设备和整流变压器出现故障的可能性。
作者通过分析用户的需求和目前工业生产领域中广泛采用的高可靠性系统，同时也对比了国内外的PLC生产厂家，如ABB，AB，和Siemens，终选用了西门子公司生产的具有冗余功能的S7-414H系统。
2、 控制器性能及控制系统构成
2.1 S7-414H控制器性能
S7-414H可编程控制器是西门子公司推出的一种具有高可用性和冗余结构的PLC系统，是一种智能化和分布性都达到了新技术水平的可编程控制器。该控制器在控制、调节以及获取和准备过程数据的全部功能中都起着重要的作用。S7-414H系统中的主要元件均采用了双重冗余结构设计，大限度的满足用户对可靠性的要求，其系统构成结构简图如下图1所示：

图1 具有冗余功能的西门子S7-200系统结构图
从上图可以看出，为了保证系统的可靠性，S7-414H系统的主要部件包括电源模块（PS）、CPU模块、通讯模块（CP）、通讯网络（BUS）和通讯接口模块（IM153-2）均采用了冗余结构，如果对可靠性要求更高的话，可以将信号模块（SM）也设计成冗余结构，由此就可以更大程度的保证系统稳定运行。当系统中的某个元件或通讯网络发生故障时，系统均能正常运行，不影响正常的生产。S7-414H冗余系统是一个复杂系统，构建一个基本简单的冗余系统主站需要如下的典型配置：

2.2 烧碱装置控制系统构成
烧碱装置控制系统主要是对电解槽的送电系统及辅助设备进行控制和保护，其控制设备包括4台整流机组系统、4台整流变压器系统、4套纯水冷却系统以及4套直流刀开关系统，完成的控制功能包括直流刀开关状态监视和远程操作、直流电流远程设定和监视、整流变压器和整流机组保护信号采集、报警和故障跳闸，纯水冷却系统的参数采集和处理，并且通过工业以太网，将重要的数据送入计算机进行显示、保存和打印。控制系统的网络原理如图2所示：

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