西门子PLC应用系统

摘要：文章结合笔者工作，对西门子公司生产的可编程控制器PLC分类性地作了性能、特点上的介绍，并对在化纤领域上的应用做了进一步分析介绍。

关键词：西门子PLC；特点介绍；性能分析；应用分析

近年来，随着PLC技术的不断优化和应用领域的不断增加，我国的很多装置都配备了PLC，尤其是在电气控制的自动化生产线方面，PLC的应用成果最为显著，设备电气控制的起制动性能在很大程度上得到改观。从冶金钢铁方面来讲，近年来，钢板预处理技术取得了极大的进展，不仅为钢板的进一步应用提供了优质的产品，还为钢板在海洋运输和仓储防腐方面提供了很好的帮助。本文将围绕钢板预处理技术进行分析，通过钢板预处理技术的工艺要求，分析西门子PLC应用系统的设计和应用。

一、西门子PLC的应用领域和应用特点

西门子的PLC性价比最高，因此在我国的各领域的多个方面都有其应用。目前，在国内外的钢铁、电力、石油和化工、汽车制造、烟草、机械加工、环保、交通运输和建材、文化娱乐和电子产品制造等很多方面都有PLC的应用。

西门子PLC生产时采用先进的生产工艺以及超大规模的集成电路，这样就使其产品与其他老的电路逻辑产品相比具有更简单的编程方法，不仅简单易学而且功能强大、性价比高，再加上其产品易维护、维护工作量小、可靠性强、能耗低以及抗干扰能力大幅提升、系统的设计安装调试简便等特点，就是的使用者在操作时既易懂又省力。

二、西门子PLC技术特性分析

德国西门子生产的可编程控制器Programmable Controller，简称PLC，它集微电子技术、计算机技术以及通信技术的最新成果于一体。目前在我国的冶金、化工、印刷生产等诸多的方面应用比较广泛。

经过总结笔者得知，可编程控制器它的工作原理是这样的：那就是运行状态与停止状态，这其中，可编程控制器它的运行状态是执行应用程序的状态，而所谓的停止状态就是我们所说的用于程序的编制与修改。在可编程控制器的每次循环过程中，它都要完成内部处理、通信处理等多项工作。笔者得出，它的一次循环工作可分为5个阶段。可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。具体可以用下图表示。

另外，笔者也从实际工作中得知，西门子PLC具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全；系统的设计、建造工作量小，功能完善，适用性强等诸多的特点，深受企业中技术人员的一致欢迎。

就它的产品种类而言，现在PLC的产品种类有LOGO、S7-1200、 S7-300、S7-400、TDC、工业网络等。下面笔者分别阐述其产品性能，具体如下：

SIMATIC S7-200 产品，经过分析得知，它的强大功能都能实现复杂的控制功能。在实际生产中它同时可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用，笔者认为，这种特点深受喜爱和欢迎。

而PLC S7-300产品则是模块化小型的PLC系统，在使用过程中它只能够满足中等性能要求的应用。而它的工业通讯网络则能在工厂企业中的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据中使用，它的特点是有标准的接口并且相互之间完全兼容，也比较受欢迎。

三、西门子PLC应用系统设计在钢板预处理线控制系统方面的设计

（一）预处理线辊道和抛丸电机设计控制结构

钢板预处理线控制系统包括集中控制除尘系统、喷漆系统、预热系统和烘干系统。这些系统的工作是由10台抛丸电机和10台辊道电机完成的，这样的任务只需单台PLC就可以进行逻辑控制，但是在选定PLC时一定要挑选高性能的产品，才能够确保工作的顺利进行。如图所示，PLC通过采集传感器的信息，进而对传感信号进行逻辑处理，最后把处理好的信息传到变频器，让变频器进行控制。

（二）PLC控制系统设计

整个预处理生产线自动控制系统采用的是集中控制的SIEMENS S7-300.中央控制CPU的控制器是SIEMENS 315-2DP，经过DP网线和五个IMI153链接，控制20台变频器。通过PLC与变频控制间相互的数据传输，最后对交换后的数据进行集中控制。

PLC和扩展模块的选型一定先要对处理线的设备进行统计，了解配电容量和位置的分布情况，本控制系统包括10台辊道电机、10台抛丸电机，20台变频器和5个现场操作箱。

西门子PLC选型有其不可替代的优点，S7-300系列PLC是西门子模块化的中小型PLC，这种系列的PLC应用于中等控制性能的电气控制系统再合适不过。CPU集成是程序过程控制的主导，其主要功能是执行用户编写的程序。S7-300性能较为稳定的原因就在于，其设计选用的CPU的RAM存储量为512KB，集成512个定时器和512个计数器，有8000多个存储器位，数字量通道最大为65000多点，模拟量通道可达4000之多，CPU存储器采用flash EPROM装置，即使在断电之后CPU在无电状态下仍可以保持动态数据很长时间。S7-300系列315-2DP模块在设计时做足了电磁兼容和抗震动和冲击的工作，因此能够在巨大地温差和强震动的环境下工作；S7-300可以使用SIEMENS公司提供的模块化程序，这样就使得用户程序存储容量大幅度减少，进而使工作效率大幅度提升。

四、控制系统软件设计

（一）PLC控制系统软件编程设计

SIEMENS公司设计的STEP7型号的软件，其目的是用于SIMATIC可编程逻辑控制器的组态和编程，是SIEMENS公司SIMATIC工业软件的组成部分。一个控制系统的顺利完成需要一个明确的步骤。首先是软件的安装和授权，首次使用STEP7时，要在电脑上进行软件的安装，其公司提供的软件可以直接使用。安装完成之后讲购买后授予的权限从磁盘移动到硬盘，STEP软件就可以使用了。按照工艺要求，在设计自动化控制系统方案和使用STEP7之前，要设计出目标的控制解决方案，将整个程序分成多个子程序，通过逐个完成任务，进而生成对应的组态报表；STEP7安装完成之后，从Windows界面启动软件，先创建一个项目结构，并对其进行命名，项目管理和文件夹管理类似，数据是以分层的结构形式存在于项目管理中，，这些数据通过程序可以直接被利用，项目创建完成后，其他的任务都在这个项目下执行；项目建立完成后，要组态一个站，组态的站要与编程控制器型号对应，否则会出现一些列调试问题。组态站完成之后，就需要组态硬件，那么就要确定一下控制目标所需要的开关量点数量以及模拟点的数量，进而相应地进行模块选择。

结语：

可编程控制器（PLC）是新生代的工业控制装置，它的基本构成有CPU模块、电源模块、数字量和模拟量输入输出模块、接口模块、通信模块和编程设备。PLC的设计还是以原有的继电器逻辑控制系统为基础，在此基础上逐渐发展成为既具有逻辑控制、时间计算、数字计算、分支程序和子程序等顺序控制功能，又具有数字的运算和处理、联网通讯、调节模拟量和显示流程操作的多功能控制系统。PLC以其结构简单、操作便捷和性能可靠的有点，被广泛应用于工业生产的各个方面。

参考文献

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[3]王卫兵，高俊山.可编程控制器原理及应用.北京：机械工业出版社，2002：40-49.