西门子模块6GK7243-1GX00-0XE0详解说明
3.2 集中监控功能
如图4和图5所示为集中监控8台空调机组及其监控状态的示意图。
图4 集中监控8台空调机组
图5 集中监控空调机组的状态
(1)数据采集及显示。s7-300cpu通过profibus-dp网络自动采集和处理从各就地控制部分收集的实时数据，并与计算机进行通讯，将采集到的温度、湿度、各系统的输入/输出状态、各阀门的开度显示到上位机，将操作人员发出的命令传送给每台机组。
(2)实时故障报警。对各空调机组的就地控制部分、通讯网络等进行故障监控，及时发出报警信号，并发出相应的处理命令，对故障发生的时间、故障的类别进行记录，帮助整个系统的安全运行。
(3)历史故障查询。监控整个系统八台空调机组的运行情况，对每台机组的通讯故障、运行故障进行记录，方便操作人员在故障发生后的任何时间进行汇总查询。
(4)实时监控与调整。上位机可以对8台机组的状态进行监控并控制机组的启/停，也可以及时的修改各参数的设定值，对整个系统集中控制。
(5)数据归档。集中监控系统对整个系统的报警情况、对监控对象的操作情况及监控参数的变化情况进行监控，并将所需信息记录下来进行归档，形成中文报表显示在上位机并可以随时选择打印。
(6)提供帮助信息。对于系统的操作顺序，故障的处理方法，参数的设定范围等为用户提供提示信息，使操作更方便。
4、技术要点
4.1 pid算法的应用
为了使空调系统的控制精度达到用户要求，我们采用s7-200cn支持的pid控制。pid是闭环控制系统的比例－积分－微分控制算法，micro/win提供了pid指令向导，使得控制的实现更加方便快捷。根据设定温湿度与各室内实际温湿度的差值，按照pid算法计算出水阀、加湿器等的输出量，并且控制压缩机、加热起等执行机构的启停，从而实现温度、湿度达到用户要求精度。
4.2 s7-300与s7-200的通讯
如图6所示，s7-300通过em277模块读取s7-200plc的数据，在s7-300的硬件组态中配置与s7-200的每个站的通讯量为32word输入/32word输出。以下以台空调机组为例，在s7-200站中从地址vw1064开始的32个字中存放着空调机组的运行数据，通过下面程序，传送到s7-300中的数据块db10的地址db10.dbw64开始的32个字中。
图6 s7-300读取s7-200的数据
数据块db10的地址db10.dbw0开始的32个字中存放着上位机控制空调机组的数据。通过下面程序，s7-300中的数据块db10的地址db10.dbw0开始的32个字传送给s7-200的地址vw1000开始的32个字。
图7 s7-300往s7-200写入数据
4.3 wincc图形参数和变量关联
为了把系统中各部分的实时状态更直观的展现出来，将各运行系统以图形的方式展现出来，并且实现图形中的各组件根据实际情况发生变化。
如图8所示，需完成功能为当回风机运行时颜色变为“绿色”，当它停止时，颜色变为“黄色”。
图8 wincc软件操作示意图
(1) 将风机图片添加到“系统图”画面中；
(2)在风机图片上点右键，在属性中选择“控件属性”，在forecolor(前景色)处选择动态对话框，选择变量为相应的回风机的启动点地址，在有效范围处选择“置位”时颜色为绿色，“未置位”时颜色为黄色。
5、结束语
系统于07年投入运行，运行状况良好，用户十分满意。整个控制系统操作简单，管理方便。各就地控制部分，运行稳定，满足用户精度的要求；集中监控系统使得整个系统控制更方便，管理更便捷。满足项目要求的高度的可靠性、稳定性、可操作性和可维护性，给用户的安全生产提供了保障。通过该项目对西门子s7-200plc、s7-300plc和wincc等的综合应用，深感西门子plc编程软件结构化程序开发思想，具有编程灵活，高效，程序简单，易懂的技术特色，监控软件wincc功能强大、画面丰富、使用方便，在该项目的控制系统中起着重要作用。由西门子产品组成的控制系统功能强大，扩展模块丰富，组态灵活，具有极高的可靠性和稳定性，与同类产品相比，性价比极高。
1、引言
飞剪作为热连轧轧机机组的重要设备，使用频率很高，每一块钢板都要切头和切尾。飞剪的润滑系统就非常重要，原润滑系统油泵的控制系统是随设备一起的欧姆龙的CQM1CPU41-V1，使用多年，精度达不到现在的工艺要求，备品备件已很难找到，原有的图纸及程序已经不存在，岗位工人对控制及连锁都不是很清楚，日常维护困难，以后还要与主传动连网通讯，此次选用西门子S7-200系列PLC替代原有控制系统。
2、系统组成及原理
2.1 系统组成
热连轧飞剪润滑系统包括PLC一套，2台稀油泵，1台加热器，1个电磁水阀，相应的管道、油箱。如图1所示。整个系统是由西门子S7-200可编程控制器来控制，完成整个系统的连锁控制和保护，主控2台稀油泵，2台稀油泵的运行方式为一用一备。当飞剪运行前的准备好信号送来时，启动稀油泵。
图1 系统组成
2.2 控制方式
系统分为手动和自动控制两种方式，在手动方式下为操作人员根据实际运行情况按照操作规程中的先后顺序来启动，在自动方式下1#泵、2#泵互为备用，全自动运行，当一台泵发生故障，另一台泵自动启动。下面详细介绍自动控制方式：
在操作台上把控制方式的选择开关选到自动方式，当飞剪运行前的准备好信号送来，1#泵或者2#泵启动，如果在2分钟内油压力到达0.4Mpa，则油泵正常运行，如果2分钟后油压达不到0.4MPa，则跳闸，并报故障，油压低指示灯亮。
正常运行过程中，且1#泵主用，2#泵备用，若压力信号低于0.4Mpa时，则自动启动2#泵，30秒内压力信号还达不到0.4MPa，则跳闸，油压低指示灯亮；30秒内压力信号达到0.4MPa，则1#泵停止，2#泵继续运行。
同理，正常运行过程中，且2#泵主用，1#泵备用，若压力信号低于0.4Mpa时，则自动启动2#泵，30秒内压力信号还达不到0.4MPa，则跳闸，油压低指示灯亮；30秒内压力信号达到0.4MPa，则2#泵停止，1#泵继续运行。
油箱液位控制，当油箱内的液位低于下限时，自动打开进油管的电磁阀加油，液位到达上限时自动关闭电磁阀。
油箱温度控制，油箱的温度低于10℃，自动加热，油箱的温度高于40℃，打开冷却水进行降温。
3、软件设计
程序流程主要由连锁关系约束逻辑构成，如图2所示。
因为原有设备的有关资料的丢失，欧姆龙PLC的程序又被加密，只能从工艺要求出发制定连锁关系和顺序控制，并结合工艺人员新的控制要求，重新编写程序。
程序包括：主程序、工作油泵及系统的压力控制、油箱油温（加热器）的控制、电磁水阀的控制、油箱液位控制、故障及报警。
图2 程序流程
4、调试心得
欧姆龙可编程序控制器是以微机技术为核心的通用工业控制装置，它是将传统的继电器-接触器控制技术与计算机技术和通信技术融于一体，具有功能强大、环境适应性好、编程简单、使用方便等优点。欧姆龙程序的代号太繁琐（如:输入端子1的代号是0.01，输出端子1是100.01，而内部的继电器却有40.00什么的），欧姆龙编程器结构太大（带24V变压），像个箱子一样，远没有西门子的小巧；
西门子S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。西门子软件没有自带的监控和模拟运行，需要仿真器（选件），调试程序不太方便。
欧姆龙PLC和西门子 S7-200系列PLC，各有各的优点和不足之处。
1 前 言
在工业生产中，气动系统占据工厂总耗电量的10-20%，有些工厂甚至高达35%。气动系统由于其元器件价格低廉、系统维护容易的特点，从70年代开始在工业自动化领域的应用逐步扩大，至今已形成全球年销售110亿美元的市场规模，在汽车生产、半导体制造、橡胶制造等行业发挥着重要作用。而我国在气动系统上每年的耗电量已高达1800亿度，如实施有效的气动系统综合节能改造，可平均节能20%，每年可节约电费252亿元。随着节能改造在我国将不可避免的成为节能讨论的对象，它不但将给中国气动用户节约大量资金，还将产生巨大的社会效益。作为气动系统的源头部分空压站系统由于设备落后、操作人员意识不到位等，使得我国的空压机的利用率比世界平均水平低13%，大量浪费了能源。在原油日益高涨、能源问题突出的，气动系统效率偏低、浪费严重的问题引起了人们的普遍关注，空压站系统的规范管理和节能技改在我国正成为一个新的重要课题，本文所讲述内容即是利用西门子的S7-300PLC模块控制空压站系统的运行，改变原有的空压站运行和管理方式，以自动控制代替人工操作，使得空压站系统的运行更加规范和合理，大大降低了空压站系统的运行成本和管理成本。
2 方案简介
2.1当前系统概述
当前，很多企业都意识到了空压站系统浪费严重的问题，并也着手进行了一定的改造，但都停留在加装变频器，改造单台空压机的水平上，控制功能单一，限制了空压机群的节能运行。在我国，企业空压机群品牌不同意、制造年代不同、控制接口、通信协议千差万别的现状也给空压机智能控制的实施带来了极大困难。我国空压站系统的能耗一直远远高于世界平均水。当前的控制方式主要存在的问题是：
1）供气压力不稳定，波动大，给产品质量和设备维护带来了直接负面影响；
2）空压机整体能耗大，空压站系统维护量大，增加了企业的运行成本；
3）操作人员工作量大，且一旦出现问题，会影响正常的生产，没有预防措施。
2.2 新型智能控制
本文所提到的新型智能控制装置以S7-300作为控制主体，根据企业生产现状进行逻辑控制，有效的解决了上述问题，除具备了智能控制空压机运行之外，还对每台压缩机自动设置参数以匹配空压机的运行要求，配备下位机功能确保低压力，能够预测压力变化趋势，对压缩机提前控制，能够起到节省能源，降低压缩机能耗的功能。利用S7-300z作为母体开发的空压机智能控制系统结构示意图如图1所示。
图1 系统结构原理示意图