西门子6ES7212-1AB23-0XB8接线方式

西门子6ES7212-1AB23-0XB8接线方式

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

　　1．SIMATICS7-200PLC

　　S7-200PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

　　S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

　　2．SIMATICS7-300PLC

　　S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200PLC比较，S7-300PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。

　　SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；

西门子PLC在北满特钢VD炉电控系统中的应用

　　3.3 真空泵步进（自动）控制系统控制原理

　　控制系统分为手动控制及步进（自动）控制。步进控制受手动控制连锁，随时可在步进状态下转入手动控制模式。下面重点就步进模式为例对控制系统进行简要的说明。

　　步进（自动）控制总计七步控制指令，受“步进”按钮信号控制，其中步、第二步不受真空度控制，第三步受32kpa连锁，第四步为8.6kpa，第五步为2.5kpa，第六步为0.53kpa。当达到67pa时保压。第七步为破空自动程序打泵。当外部条件，（通知锅炉房供汽，开平衡蒸汽阀、汽包放散阀、总进水阀，30秒后，开蒸汽总阀、60秒后关汽包放散阀）准备好时，启动冷却水系统和真空泵给水泵。步进控制受三台给水泵中任意两台的组合开启，三台冷却循环泵的任意两台的组合开启；两台冷却风机之一开启联锁控制。当上述信号准备好后“steout_end”作为步的初始脉冲触发信号使下面的步进得以正常开展。

　　设置双向脉冲计数器c1作为步进的计数控制，计数复位受 ①步进按扭控制，②t7在第七步结束时被触发，延时1秒后复位c1，t7将c8（step7计数器）复位。c1的正向计数脉冲由network1发生。逆向计数为step6—3。步计数由steout_end信号的上升沿触发，计数值=1。此时置步程序中的比较器被激活，当外部的“步进”指令到达时，s1_sta（s）被置位，后一步s7_end（r）被复位。同理，不同的计数值激活相应的比较器使得下一步的使能被置位而上一步的使能被复位关闭。允许置步外部“步进”指令脉宽处理。步进按钮信号被钳在1秒的脉宽上。steout_end信号的到达使步进按钮信号灯以一秒速率闪烁，按下步进按钮时t6使步进指示灯在脉冲展宽期间灯亮。置步计数器c1的当前值将被识别后激活（置位）其中的第n步的“开始”标志锁存（sn_sta）和复位n-1步的“开始”标志和“结束”标志的锁存。

　　step1分步计数器c2受来自“置步”的置位而被“允许”，秒脉冲使得计数器得以计数。累计数值使得各比较器依次开通，每一分步以一秒节律下行。分步的后一步#s1_end（s）的激活使c2执行复位，位于脉冲发生器的第二步连锁接通一旦“步进”指令到达即可发生step2的上升沿脉冲。“自复位/步进完毕”step2分步计数器c3受来自“置步”的置位而被“允许”，秒脉冲使得计数器得以计数。

　　真空泵步进（自动）控制系统控制流程如图2所示。

　　其分步为启动主水环泵，其输出中还受到外部“禁止启动”信号“m1_esatr”的连锁。主泵启动的分步指令到达1秒后ec泵（启动泵阀）启动，15秒后辅泵启动，上述时间由系统的秒脉冲通过c3计数在比较器上设定的计数值来完成输出控制，第四分步为结束标志输出，将本步的计数器c3复位。step3～6的原理与以上相同。step7作为停泵执行步对正在运行的10个被置位锁存的对象依次执行复位，完成停泵的全过程。第11分步是s7_end（s）；在将本步的计数器c8复位的激活的t7，对下述对象执行1秒钟的输出：总步进计数器复位；对“允许置步”的触发器#opt_enable复位。第11分步s7_end（s）对被“置步”激活的第7步的s1_sta进行复位

本系统应用三套S7-200 SMART 系列PLC，根据食用菌培育工艺需要调节实验室环境，一套应用于预冷室、冷却室及接种室，一套应用于三间培养室，一套应用于五间出菇室；并通过以太网通信实现上位机监控。本套系统对工艺参数控制准确，控制灵活，达成了食用菌培养的工艺需求。

1 引言

良好的生产环境是保证食用菌培育成功的关键，食用菌的培育环境包含空气洁净度、空气温度、湿度、PH值、光照、二氧化碳浓度、气压等，食用菌培育控制系统通过控制风机、压缩机、加热器、加湿器、风阀等设备，对食用菌培育生产全流程进行jingque管理，提高食用菌的培育效率。

2 工艺要求

本项目位于山东省淄博市，培育产品为香菇。主要工艺流程：培养料冷却、接种、菌丝培养、出菇。

培养料预冷：通过室外低温空气对培养料进行初步降温。

冷却：预冷后的培养料冷却，如室外环境温度满足降温需求时，优先使用室外

自然冷源，不足部分使用制冷机组来满足工艺要求，培养料温度要求20±2℃。

接种：接种室温度要求20±2℃。

菌丝培养：培养室环境温度要求控制在20-23℃±1℃，湿度60％±5％。

出菇：要求温度高温在18-20℃±1℃，低温10℃±1℃。

3 自动化平台选型

3.1 控制方案

西门子S7-200 SMART 系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。控制器本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能，通过以太网接口还可与其他CPU模块、触摸屏、计算机进行通讯，轻松组网。控制器集成Micro SD 卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和PLC 固件升级，极大地方便了工程师对终用户的服务支持，也省去了因PLC 固件升级返厂服务的不便。CPU支持标准TCP/IP 协议，可接入以太网，实现集中控制。

本系统主要控制目标是温度、湿度、二氧化碳浓度，根据功能划分控制区域，选择一套基于S7-200 SMART SR40 CPU的控制系统用于预冷室、冷却室及接种室，一套基于S7-200 SMART SR60 CPU的控制系统用于三间培养室，一套基于S7-200 SMART SR60 CPU的控制系统用于五间出菇室。模拟量采集部分因数量较多，采用专用模拟量采集模块。人机界面选用昆仑通态7寸触摸屏。

上位机集中监控软件选用三维力控组态软件，应用CPU 本体标配的以太网接口实现通讯。

3.2 I/O 列表

根据现场需要控制的设备及监测的控制点，各系统I/O 数量列表如下：

其中1#系统为预冷室、冷却室及接种室，2#系统为三间培养室，3#系统为五间出菇室。

3.3 上位机集中监控方案

本工程应用三维力控组态软件，软件中集成了S7-200 SMART 系列的PLC 的以太网驱动程序，如下图：

根据设备配置向导可完成I/O 设备组态，如下图：

各系统CPU IP 地址选择在同一网段内：172.16.1.*（可在HMI 中进行修改）。

4 程序设计

4.1 控制流程图

控制程序主要对个房间内所需参数进行控制，主要控制流程如下图所示：

4.2 模拟量输入处理

湿度及二氧化碳的检测信号为4~20mA，分别对应湿度0~，二氧化碳0~10000ppm，通过S7-200 SMART控制器的组态、编程和操作软件STEP 7-Micro/WIN SMART可以方便的创建添加用户库文件，将具有通用功能的程序块封装为用户库程序，方便调用，提高编程效率。模拟量处理程序如下所示：

4.3 IP 地址修改

如果有多台同样的设备需要进行组网，则需要对所有设备CPU 进行IP 地址的修改，可通过获取 IP 地址（GIP_ADDR 指令）和设置IP 地址（SIP_ADDR 指令）对CPU 进行设置，本项目中使用了此功能，如下图：

4.4 与人机界面通讯

本系统就地操作面板选用昆仑通态7 寸触摸屏，S7-200 SMART控制器通过串口与触摸屏实现通讯，通讯设置如下：

控制器端：

HMI 端：

4.5 上位机组态

本系统可实现就地控制及上位机集中控制，上位机集中控制可实现数据采集处理，设备状态监测，设备远程操控，系统参数设置等功能。部分实时监控画面如下：

5 结束语

西门子S7-200 SMART 系列PLC在本工程中的成功应用，保证了空调设备的高效稳定安全运行，各项受控指标均达到用户工艺要求。西门子S7-200 SMART 系列PLC全系标配的集成以太网接口带来了便捷的 组网方式、稳定高速的通信；控制器集成MicroSD卡插槽为用户应用程序的升级更新带来极大便利，提高了工程设计人员的工作效率