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西门子S7系列PLC主-主DP通讯组态
目前，西门子S7-300/400PLC控制系统在电气自动化控制设备中仍处于主导地位，PROFIBUS-DP作为现场级总线，因其实时性好、可靠性高而得以广泛应用。现场级通信网络处于工业网络系统的*层，直接连接现场的各级设备，包括I/O设备、传感器、变送器、变频与驱动装置等。现场级通信网络与现场设备之间，一般通讯数据量较少，主要是一些控制信号和实际值反馈信号等。下面，着重介绍西门子S7-300/400PLC主站与主站通过PROFIBUS-DP网络进行通讯的几种组态方式。
1、同在一个DP网段的主站和智能从站的组态方式。
使用地点：某中板车间四辊区和AGC系统PLC之间的通讯。
四辊区PLC系统的组态：四辊区PLC作主站，AGC系统PLC作智能从站，设置从站地址号80挂在四辊区DP网络上。
AGC系统PLC的组态：将CPU模板X1端子MPI/DP的接口类型设置由默认的MPI改为PROFIBUS，系统会自动生成地址号80，之后进行通讯参数的相关设置。
使用HW Config组态时，选择MS模式，即主站-从站组态，设置输入输出区地址，然后完成长度、单位、一致性等设置。进行程序编写时要注意组态时设置的本地和伙伴地址，如果地址错误或长度出范围会造成通讯失败。
进行组态前应预先确定由哪个PLC作为智能从站，因为部分型号的CPU模块不支持作智能从站，设备选型时应特别注意。
2、两个PLC主站通过DP/DP Coupler进行通讯。
使用地点：某高线车间轧线PLC和精轧机控制柜PLC之间的通讯。
轧线PLC的组态：轧线PLC的CPU模板X1端子已经由默认的MPI设置为PROFIBUS，连接的网络连接器插入DP/DP Coupler的X1, 相应DP/DP Coupler DP1的拨码开关设置地址号为23。（如图3）
精轧机PLC的组态：精轧机PLC连接的网络连接器插入DP/DP Coupler的X2，相应DP/DP Coupler DP2的拨码开关设置地址号为12。
由于两个DP网段使用DP/DP Coupler连接进行通讯时，通信速率可以做不同设置，因此，DP/DP Coupler非常适用于两个不同通讯速率的PROFIBUS-DP主站系统之间的数据通讯。两个网段的通讯数据区进行设置时，网络1的输入区必须和网络2的输出区完全对应；同样，网络2的输入区也必须和网络1的输出区完全对应；否则，无法进行正常通讯。
3、两个主站通过各自的从站发送部分PZD数据进行数据通讯。
使用地点：某中板车间四辊区PLC和矫直区PLC之间的通讯。
组态方法：四辊区PLC增加一个MASTERDRIVES CBPx从站，分配的地址号（例：从站地址号38）作为矫直区某DC MASTER的第二块通讯板的地址，插入该装置，矫直区PLC组态不用作改动。这种通讯组态设置软件改动较小，只需单方进行HW Config软件组态即可完成少量的数据通讯，将新加的CBP2板插入对方网络中的某运行装置，作为第二块通讯板，然后将装置进行必要的参数设置即可完成。
四辊区的组态：四辊换辊小车的6RA70装置DP网络连接器更换为带编程口的类型，增加一个DP网络连接器，引至矫直机换辊小车，新加的DP网络连接器拨码开关设置为Off。
矫直区的组态：矫直机换辊小车的6RA70装置，E槽原有的CBP2板设置为第1块通讯板，G槽新增的CBP2板设置为第2块通讯板。
举例：以新加的从站地址号为38，传送第二个和第三个PZD字为例，说明设置方法。
步骤（1）、停电状态下将第2块通讯板安装完成，装置送电，设P918.002=38，确认。
步骤（2）、重新上电，地址生效。设U734.002=K8002，将第2个CB板收到的第2个字发送给第1个CB板，在电报PZD区中的字2；U734.003=K8003，将第2个CB板收到的第3个字发送给第1个CB板，在电报PZD区中的字3。
步骤（3）、将四辊区PLC程序写入该从站的第二个字和第三个字，赋值。
步骤（4）、观察矫直机换辊装置接受的第二个字和第三个字即可读取到数据。
同理，也可通过设置参数和修改程序，将第1个CB板收到的字发送给第2个CB板，从而将矫直区的数据传送给四辊区，这里不再赘述，具体参数可查阅西门子6RA70直流调速装置说明书进行相关设置。
西门子S7-200系列PLC构成及PID温度控制的实现
由于PLC在工业领域使用的普遍性，该系统有很大的使用范围。 因为PLC具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点，成为了当今及今后工业控制领域的主要手段和自动化控制设备。在许多行业的工业控制系统中，温度控制都是要解决的问题。在一些热处理行业，由于使用简单的温控仪表和温控电路进行控制，存在控制精度低、调量大等缺点，这样就造成了产品质量不高，能源浪费等问题。
基于PLC在工业控制领域的普及性和温度控制的重要性，设计了一个基于PLC的智能温度控制系统，具有很广的应用空间。同时，由于PLC具有自身的一些缺点，即数据的计算处理和管理能力较弱，不能提供良好的用户界面，因此妨碍了对现场温度变化的跟踪与监控，而计算机可以很好的弥补的这一缺点。用计算机与PLC 组成的主从式实时监控系统，能够充分发挥各自在工业控制中的优势，实现分散控制、集中监控等全新功能。本系统采用西门子公司S7-200系列PLC，通过PLC串口通讯与计算机连接，监控界面友好，运行稳定。
1 PLC温度控制系统
在锅炉温度控制系统中，电加热锅炉是过程控制工业中常用的设备，其温度控制也是过程控制的一个重点。PLC 通过加热棒及风扇分别控制炉子的加热及降温。计算机则实现目标温度的设定、动态显示、参数的设定等功能，从而实现实时温度监控。
2 系统构成
信号处理、温度调节等功能。在，温一个温度控制系统一般具有温度信号采集、PLC的温度控制系统中度信号的采集可以使用常用的温度传感器(热电偶、热电阻)。由温度传感器检测来的信号不是标准的电压(电流)信号，不能直接送给A/D转换模块。因此温度传感器采集到的温度信号要经过变送器的处理后才能被A/D转换器识别并转换为相应的数字信号。根据所使用的温度传感器选用对应的温度变送器。S7-200系列PLC常用的模拟量输入输出混合模块为EM235，EM235为4路模拟量输入，1路模拟量输出。PLC对温度信号进行处理后，通过模拟量模块输出电流信号，电流信号可以通过调压器来控制电源的开度(即一周期内的导通比率)，从而控制电源的输出功率。加热器根据电源输出功率调节加热强度，从而达到温度调节的效果。
3 温度PID控制的实现
对于模拟量信号的控制PID(比例+积分+微分)算法控制。S7-200 系列PLC有专门的PID回路指令，对模拟量进行PID控制十分方便。PID指令使用的算法：( n SP 为第n个采样时刻的给定值，n为过程变量值，MX 为积分项值)PID 指令根据表格(TBL)中的输入和配置信息对引用LOOP执行PID 循环计算。
在实际控制过程中，无论是给定量还是过程量都是工程实际值，它们的取值范围都是不相同的。因此在进行PID运算前，必须将工程实际值标准化。PLC 在对模拟量进行PID运算后，对输出产生的控制作用是在[0.0，1]范围的标准值，不能驱动实际的驱动装置，必须将其转换成工程实际值。
由于电加热炉具有较大的延时性，所以采输出值，0.0～1.012 Kc数正数双字，实数I 回路增益，正、负常数16 Ts I 采样时间，单位为s，正20 TI I 积分时间常数，单位为min，24 Td I 微分时间常数，单位为min，正数式控制。大致采用三段控制： *段，开始阶段置电源为满开度，以*的功率输出克服热惯性; 第二段，等到温度达到一定值转为PID控制; 第三段，接近设定点时置电源开度为0，提供一个保温阶段，以适应温度的滞后温升。
PID参数的调节是很重要的，调节方法有很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握。在工程实际中，控制系统难以建立起的数学模型，所以一般采用工程整定法。
PID参数的工程整定法主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。在这里选用临界比例度法，整定步骤如下： (1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作; (2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期; (3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
4 PLC 与计算机通讯的设计 由于VB具有强大的图形处理功能，界面可视化性强，而且操作简单，容易实现，故采用VB来实现上位机和下位机的通信。其下位急是S7-200系列PLC，上位机是通过RS-232 串行口与PLC 相连的计算机。
4.1 PLC程序部分
S7-200 支持多种通讯模式，其中在自由口通讯方式下，用户可以利用梯形图程序中的接收完成中断、发送完成中断、发送指令和接收指令完成S7-200 系列PLC 与上位机的通讯。 PLC 的CPU 处于STOP 模式时，自由口通讯被禁止，只有当CPU 处于RUN 模式时，才可使用自由口通讯。SMB30(这里选择端口0)是自由口模式控制字节，用来设定校验方式、通讯协议、波特率等通讯参数。发送指令XMT 启动自由端口模式下数据缓冲区中的数据发送，它可以方便地发送1~255 个字符，如果有中断程序连接到发送结束事件上，在发送完成后，端口0 会产生中断事件9，也可以监视发送完成状态位SM45 的变化。接收指令RCV 可以初始化接收信息服务，通过的通讯端口接收信息并存储在数据缓冲区内。在接收完*一个字符时，端口0 产生中断事件23.
4.2上位机程序部分
VB 带有专门管理串行通讯的MSComm 控件，利用它只需设置几个主要参数就可以实现PLC与计算机串行通讯。计算机采用VB编程，主要有监控界面、当前温度显示、动态温度曲线显示、参数设置以及与PLC通信等方面的设计。
通信参数设置程序如下： MSComm1.CommPort = 1// 设置通讯口为COM1
MSComm1.SetTIngs = “9600，n，8，1”//波特率9600bps，无奇偶校验，8位数据，1 位停止 MSComm1.InputLen = 8//一次读取8 个字节 MSComm1.PortOpen= True//打开通信端口。计算机端的VB程序利用MSComm 控件与S7-200交换数据，通过自由口通讯程序从现场采集温度信号。并且上位机程序可以设定初始温度和PID参数、显示动态温度曲线。
本文介绍了由西门子公司S7-200系列PLC构成的温度控制器，并阐述了VB环境下计算机与PLC温控系统的串行通信技术，给出了部分程序，表明该系统可靠性高，监控方便。
