西门子6ES7222-1BF22-0XA8千万库存
1 前言
随着计算机和控制技术的飞速发展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。本文以河北单侯煤矿井上胶带机集控系统为例，研究开发了一种基于PLC的煤矿井上胶带机监控系统，适合于当前工业企业对自动化的需要，目前实际投入运行，取得了很好的效果。
2 系统设计
2.1系统概况
单候矿井隶属于河北开滦矿业集团，位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内北方城村附近，是张市矿区中心地带，矿井地质储量313.74Mt，矿井可采储量177.08Mt，设计能力150万吨/年，矿井服务年限81.4，于2006年10月正式投产。
单候煤矿井上胶带机集控系统（见图1）可分为两部分：1，筛分车间系统;2，储煤及装车系统。
其中，筛分车间系统包括图示的主井至筛分车间胶带输送机、矸石转载胶带输送机、矸石输送胶带机以及筛分车间内部所包含的六条拣矸胶带输送机、三条刮板机等设备;其余胶带输送机均属于储煤及装车系统。
在设计上，要求该系统能够实现就地控制与集中控制两种控制模式，集中控制可以分为联锁控制和单机控制等多种控制模式，可以供操作者根据现场实际情况灵活选用，确保在系统正常运行时操作灵活、易于维护，在系统出现故障或通讯中断时本地可以就地控制确保皮带设备的正常运行，提高了系统的稳定性。
2.2系统硬件部分
整个系统从上往下可以分为两层：集中控制管理层和就地控制管理层。集中控制管理层由两台上位机和一台交换机组成。在系统运行中，两台上位机互为冗余，并通过交换机直接与现场设备互联，从而实现对现场设备的监控。
就地控制管理层由PLC，交换机和胶带保护装置组成。PLC是整个控制系统的核心，在本系统中，采用了西门子公司的S7-300。由于在实际中，储煤子系统和筛分子系统有相互的闭锁关系，可将筛分子系统和储煤子系统构建一个DP网络（系统的通信原理图见图2）。本系统PLC均采用CPU315-2DP，在组网时，筛分子系统作为master站，储煤子系统作为slave站，并在筛分子系统PLC柜中增加以太网模块CP341，使得上位机通过交换机可以与现场级设备互连，从而实现集中控制。胶带运输机沿线安装了跑偏、堆煤、拉线开关等多种保护装置，以便胶带运输机运行出现故障时，系统可以快速地作出反应。
图2 系统通信原理图
2.3系统软件部分
本系统的软件部分主要由两部分组成：上位机的组态监控软件和现场PLC的编程软件。
上位机的编程软件选用了Inbbblution的IFIX3.5，它具有以下特点。
a.实时库显示：实时显示系统内所有实时点;
b.实时遥控：选中画面上的控制开关，实时下发遥控命令;
c.实时和历史曲线：可设定显示系统内所有记录的遥测点;
d.实时和历史报警：报警分为重报警，中报警，轻报警;
e.事件和报警记录查询：可按天查询事件和报警日志;
f.事件和报警实时打印：有报警事件发生时，事件打印机实时打印。
爱默生PLC与紫金桥之间可以使用RS232或RS485串口连接。串口通讯采用MODBUS 协议，支持 ASCII和 RTU两种通信模式。
一、PLC设置
硬件参数设置可以通过PLC自带上位机软件ControlStar实现。
打开工程管理器。
在PLC 与ControlStar通信的情况下，双击“系统块”弹出系统块设置界面如下图所示。
设置系统块中的通信口，在这里有两个可选的通信口：通信口0和通信口 1。通信口 0 只支持 MODBUS 从站；通信口 1既支持MODBUS 主站也支持从站。以设置通信口 1为例，选中“通讯口（1）参数设置”中的 “MODBUS 协议”，点击“MODBUS设置”按钮，弹出MODBUS 协议参数设置界面，如下图。
4.设置MODBUS 协议参数。具体设置参见下表。
参数选项 | 设置内容 |
波特率 | 1200，2400，4800，9600，19200，38400 |
数据位 | 7位（ASCII）或者8位（RTU） |
奇偶校验位 | 奇校验、偶校验、无校验 |
停止位 | 1位（奇校验、偶校验）或者2位（无校验） |
MODBUS主/从方式 | COM1可设为主站或从站， COM0只能设为从站 |
站号 | 1-31（0为广播地址不采用） |
传输模式 | ASCII模式或者RTU模式 |
主模式超时时间 | 主站等待从站响应的超时时间 |
所有参数设置的内容都可以从下拉菜单中选择。在“MODBUS协议参数”界面的右上角有个“默认值”按钮，默认值是 MODBUS 协议推荐的通讯设置。
5．将系统块下载到 PLC 即可。
二、紫金桥软件的设置
要与PLC通信，必须在紫金桥软件中建立一个相对应逻辑设备，这样，PLC与上位机之间的通讯过程对用户来说就是透明的了。每一个逻辑设备都是通过一个唯一的标识符——设备名称来进行访问，并且定义逻辑设备时，各种参数的设置必须与PLC的设置保持一致。
此时，PLC就可以通过逻辑设备与数据库的数据点进行连接。这样，对数据库点的操作实际就是相当于当实际IO设备点的操作，从而实现了紫金桥软件与PLC的数据交换。
定义逻辑设备
进入工程组态界面，在导航器—>数据库—>设备驱动—>PLC—>爱默生下，能够看到有爱默生EC20，如下图所示：
双击“爱默生EC20”弹出设备定义对话框，在这里指定设备名称，数据更新周期，超时时间，设备地址等，如下图所示
设备名称：长度不能超过8个字符的任意字母或数字的组合。必须唯一，好是与PLC相关的内容。
数据更新周期：是数据更新一次的小周期，而实际更新周期取决于PLC和计算机通讯的速度。
超时时间：与PLC通讯时，等待应答的时间，如果超过这一时间没有应答数据则为超时，同一设备连续超时3次，认为PLC故障。
设备地址：即PLC站号，范围1—31。
在通讯端口处选择串口号，点击“设置”按钮，弹出如下对话框：
端口的参数设置必须与PLC的串口参数相同。保存后点击“下一步”可以选择传输模式，如下图：
2．数据连接
在导航器—>数据库页->点组态：
双击“点组态”弹出数据库点组态管理窗口，
双击图中所示的位置，创建一个模拟IO点，