PLC可編程控制器在過程控制系統實驗裝置中的應用

　　simatic工業以太網是基于國際標準的網絡，專為工業應用而優化設計，支持iso和tcp/ip協議，通過它可快速地建立plc與pc/pg之間的通訊。產品的開發遵循分布式的“開放式控制結構”，使其具有網絡組態簡便（即插即用）、通信可靠、網絡故障恢復時間短（小于0.3秒）等優點。由于采取全雙工共擔負荷方式工作，適用于對性能要求高的工業網絡，通過切換技術能夠可以實現非常龐大的網絡結構。

4 網絡系統組態

　　組態之前先要建立一個項目（如project1），在項目中插入simatic 300站。

　　4.1 硬件組態

　　在hw config中為 simatic 300站組態硬件，包括機架、電源（槽1）、cpu（槽2）、通信模塊（槽4）和輸入輸出模塊。設置集成在cpu上的dp主站接口的參數，并建立要連接到dp主站接口的profibus網絡。

　　4.2 dp從站組態

　　以et 200m站連入dp主站為例。先從硬件中選擇接口模塊im153-l，連入dp主站接口的profibus網絡，如圖2所示，并設置此dp從站的profibus地址。地址要和im153模塊上的地址選擇開關設定的地址相一致。

　　et 200m從站配置有2個信號模塊，從et 200m的di/do中找到相應型號模塊并加入從站的相應槽中，如圖3所示。在使用硬件目錄時要確認你是在正確的文件夾中，例如，為et 200m選擇模塊應在et 200m文件夾中查找。添加的分布式i/o與plc主站中的本地i/o具有統一的編址，因此在程序中可以像訪問本地i/o一樣方便地訪問分布式i/o，在編程時完全不必考慮一個i/o地址在物理上是通過何種方式連接的。

　　4.3 端口設置

　　（1）pg/pc接口是pg/pc和plc之間進行通訊的接口，要實現pg/pc和plc設備之間的通訊連接，必須正確的設置該接口。在控制面板中打開“set pg/pc interface”，選中“s7 online（ step7）”，再選擇網卡類型。然后進入 step 7的硬件組態hwconfig中設置通訊模塊的mac地址，地址為cp343-1標簽上給出的物理地址，其格式是一個12位的16進制數（如：08-00-06-00-44-ae）。另外還需給 plc分配唯一的ip地址（如：192.168.0. 130 ）及子網掩碼（如：255.255.255.0 ）。

　　（2）設置profibus網絡：利用圖形組態工具netpro設置括profibus總線的傳輸速率、最高站地址、總線行規、總線參數等。

　　系統組態完成后，應下載到plc，并調試使硬件之間連通。

　　4.4 程序的編寫和調試

　　step 7是用于s7-300/400創建控制程序的標準軟件，編程語言主要有：梯形圖、語句表和功能塊圖。

　　通常用戶程序由組織塊（ob）、功能塊（fb）。

　　功能（fc）和數據塊（db）構成。ob1為主程序循環塊，是必需的。根據控制程序的復雜程度，對簡單程序可將所有的程序放入ob1中進行線性編程，如果程序比較復雜應進行結構化編程，將程序用不同的邏輯塊加以結構化，通過ob1調用這些邏輯塊。

　　對一個實際的過程控制，按照所采用的控制策略編寫用戶程序，模擬調試后下載到plc，與實際系統聯調，完成相應的控制功能。

5 wincc監控通訊組態

　　wincc提供simatic s7 protocol suite.chn驅動程序，此驅動程序支持多種類型的網絡協議，通過它的通道單元可以與各種simatic s7-300/400plc進行通訊，具體選擇通道單元的類型要看wincc與自動化系統的連接類型。本系統選擇工業以太網通道單元，工業以太網是工業環境中最有效的一種子網，它適用與管理層和現場層通訊。

　　首先添加simatic s7 protocol suite．chn 驅動程序，然后在“simatic s7 protocol sute”下選擇“industrial ethemet”通道單元，打開“連接屬性”輸入連接名稱，在連接參數中輸入所要連接的plc的通訊模塊cp343-1的mac地址，plc中cpu所在的機架號和插槽號。此處的插槽號應是cpu所在的插槽號，不是通訊模塊所在的插槽號。

　　然后，用戶根據具體的過程控制任務，在新建的連接下建立變量，把變量和plc中所要連接的地址對應起來，與plc建立連接。最后利用wincc完成各種顯示畫面和數據的組態。

6 結束語

　　本文所建立的現場總線控制網絡，通過接入標準以太網，還可以實現遠程監控。

　　該實驗裝置是根據自動化專業及相關專業教學的特點，基于過程控制基礎上集plc技術、網絡技術為一體的先進的實驗裝置，采用了多種常用控制算法和理論，除包含常見的pid算法外，還增加了模糊控制、人工神經網絡控制等先進的控制策略。