S7-300PLC的应用(西门子s7-300授课资料,拿来大家共享!)

S7-300PLC的工程应用刘美俊S7-300PLC在钢铁生产线中的应用某钢铁公司铁水预处理脱硫工艺主要包括粉料储存系统、供气系统、喷吹系统和除尘系统。其中粉料储存系统主要是将脱硫剂粉料从料仓送出并经旋转给料器进入分配罐，供气系统主要对作为工作气源和载体气源的氮气进行预处理，除尘系统对铁水喷吹过程中产生的烟尘进行处理排放，整个工艺的关键是喷吹系统，如图所示。•系统主要由分配罐、喷抢和防溅罩三部分组成。分配罐的功能是向喷枪管道提供具有一定压力的粉气混合流体，即铁水脱硫剂粉料和氮气；喷枪的功能是按工艺要求将粉气混合流体喷送到不同深度要求的铁水中，使脱硫剂在上浮过程中与铁水充分接触，脱去铁水中的硫。防溅罩的功能则是降低喷吹过程中产生铁水飞溅到铁水罐外的可能性•系统的电气控制要求及动作顺序如下，各动作之间具有严格的连锁关系及转换条件：•1高炉铁水罐车到达脱硫位。•（2）分配罐自动加料结束、加压结束。•（3）防溅罩下降到下极限。（4）脱硫喷枪下降到其中极限位，暂停5s后打开下料球阀、流态化阀和助吹阀开始喷吹，然后喷枪依次下降到下限1、2、3位，并在各点依次喷吹3min，然后上升到下限2等待。（5）当“喷吹结束信号”到，喷枪上升到中极限暂停，关闭下料球阀和流态化阀，5s后关闭助吹阀，最后喷枪上升到其上极限位停车。•（6）防溅罩上升到上极限后通知现场操作人员开出铁水罐车。另外，为了保证喷吹效果及安全，系统将实时检测分配罐及喷吹管的压力，当分配罐压力低于0.50MPa时，加压阀将自动打开加压，直至压力高于0.58MPa后关闭。在喷吹过程中，当喷吹管压力小于0.45MPa，或分配罐压力低于0.40MPa时，系统将延时5s自动提枪（也可手动）并紧急停车、报警。控制系统的网络结构•针对新的工艺及控制要求，新系统采用了先进的西门子PROFIBUS-DP现场总线网络结构。如图所示，S7-300PLC作为DP主站，通过其远程分布式I/O从站ET200M对现场所有DI/DO、AI/AO设备进行连接与控制。同时，主站通过DP总线与MM440变频器进行通讯，实现了对传动电机的远程控制。另外，通过PROFIBUS-DP，两套系统的实时运行状况、各I/O设备及变频器的实时参数都可送至主站PLC，再由上位机PC的人机界面HMI（WinCCV5.1编写）实现对两套系统全面、直观的监控。主站PLC还可通过通讯处理器CP341-1与其他系统的主站PLC进行工业以太网级的通信，从而实现全厂自动化网络的互连与互通。控制系统网络结构示意图主站PLC：由于系统的控制规模不大，故选用S7-300PLC（CPU315-2DP）。分布式I/O：选用模块化的ET200M作DP从站，带IM153-1DP接口模块。•总线传输介质：光纤、RS-485总线连接器。变频器：选用西门子MICROMASTER440（MM440）变频器，带PROFIBUS模板和制动电阻。由于系统的传动对象都为典型的位能负载，所以传动装置必须具有很大的启动转矩、平滑的启动/停车曲线以及良好的制动、定位性能。西门子MM440变频器适用于各种变速驱动装置，也非常适用于吊车和起重系统。选择MM440对电机进行一对一的控制，并通过其PROFIBUS模板实现与主站PLC的DP通信，是一个很好的传动改造方案。变频器参数设置MM440与主站PLC的PROFIBUS通信参数S7-300PLC在恒压供水控制系统中的应用•本系统是一个液位控制系统，通过变频器带动水泵将储水罐中的水打入上位水箱；通过调节管道上阀门的开度来控制流量。要实现阀门开度与阀门实际输出流量成线性关系，其•必须保证的前提条件是阀门入口处的水压应为恒定值，也就是必须实现恒压供水。•为了实现对设备的分散控制和集中管理，系统采用了三层网络进行控制图中最高层网络为以太网，通过在PC机中安装CP1613通讯卡，在工业现场安装CP343-1IT模块，并在PC机中安装SIMATICNET软件及其授权，实现了上位机通过以太网与下位机PLC的通信。上位机中的监控软件采用WinCC5.0，实现集中监控。•中层网络采用PROFIBUS-DP网，PROFIBUS-DP网络所具有的良好的实时处理工业现场数据以及适应现场恶劣环境要求的特性。利用S7-300PLC实现对现场DP设备的直接控制。•下层网为PROFIBUS-PA网，将具有PA功能的仪表连接在一起。由于PA信号不能直接挂到PROFIBUS-DP网上，因此必须通过一个DP/PA耦合器，将PA网络的信号转换到PROFIBUS-DP网络上，便于PLC直接读取。再者由于具有PA功能的仪表比较昂贵，所以现场还存在一些传统的4~20mA模拟仪表，它们通过ET-200M分布式I/O设备与PROFIBUS-DP总线进行连接，完成通讯任务。符号表•具体的下位机实现程序如下：•Network1：读H1压力PA仪表的数据•CALL“DPRDDAT”•LADDER：＝W#16#100//LADDER为要读出数据的模块输入映像区的起始地址，必须用十六进制•RET_VAL：＝MW80//SFC的返回值，返回值在存储字MW80中。执行时出现错误则返回故障代码•RECORD：=P#DB10.DBX0.0BYTE5//RECORD中存放读取的用户数据的目的数据区，只能用BYTE数据类型。本条指令的含义是将读入的PA仪表数据放在DB10.DBX0.0开始的5个字节中•Network2：将压力值转换成液位值•LDB10.DBD0•L2.222220e+003•*R•TDB11.DBD0•NOP0•Network3：读液位传感器的4~20mA模拟仪表的数据，并将读入的数据放在DB1.DBX2.0开始的2个字节中。•L“H2”•TDB1.DBW2•NOP0S7-300PLC在轧机控制系统中的应用•某特种钢铁公司钢管厂新增1台ф133Accu-roll轧机。考虑到钢管生产工艺特点及轧机的控制要求，系统采用西门子公司S7-300PLC。•控制系统具有自动、半自动、手动3种工作方式，轧机主要包括以下几部分：•(1)主机架调整系统。主要包括左右侧压进调整控制、上下导盘垂直调整控制、上下导盘轴向调整控制。•(2)液压控制系统。主要包括液压泵控制、液压站油箱油温控制、液压站油箱液面控制及报警、液压锁紧系统。•(3)小车、芯棒控制系统、辅助传动系统。•(4)保护和声光报警系统。主要包括润滑保护、主电机异常保护和报警。硬件配置•系统主要由S7-300系列PLC，SIEMENS6RA70全数字直流调速器、OP3操作面板及现场传感器和仪表组成。•SIEMENS6RA70为全数字紧凑型整流器，可为变速直流驱动提供电枢和励磁供电，具有精确的驱动控制功能和强大的通讯能力(能支持PROFIBUS，USS等协议)。通过配备OMRON编码器可以对轧机小车实施精确控制。•OP3操作面板实现人一机对话，完成对各种参数的设定以及相关参数的显示。•编码器和智能压力控制器将现场信号送入PLC相应模块，PLC根据各信号执行各种指令，通过其终端模块发出的信号，使现场的执行机构产生相应的动作•根据钢管生产的特点，机架的调整决定了钢管的质量。对机架调整参数进行精确的控制至关重要，因此对左右侧压进调整系统、上下导盘调整系统、小车、芯棒系统分别采用欧姆龙公司生产的编码器对其位置进行准确的定位。编码器输出的位置信号经PLC的高速计数模块FM送入控制系统，检测值在OP3面板上显示。•为方便人一机对话，系统采用了SIMATICHMIOP3操作面板实现对参数的设定、监视。操作员可以很方便地对轧机进行调整。OP3画面设计了自动和手动两种方式进行切换，以方便操作员进行操作•下面给出延伸机上导盘的调整程序：•AI48.1//自动•A(•OI52.0//上导盘上升•OI52.1//上导盘下降•OI52.2//上导盘轴向进入•OI52.3//上导盘轴向拉出•)•=L0.0•AL0.0•ANI12.3//上导盘横向锁紧压力下限•=M17.1//上导盘横向松开•AL0.0•AI12.3//上导盘横向锁紧压力下限•AQ28.4//上导盘随动•ANI12.3//上导盘横向锁紧压力下限•=AQ28.4//上导盘随动•AI12.1//上导盘纵向锁紧压力下限•AI52.0//上导盘上升•ANQ21.2//上导盘垂直调整反转一向上•=Q21.1//上导盘垂直调整正转一向下•AL0.0•AI12.3//上导盘纵向锁紧压力下限•AQ28.4//上导盘随动•AI12.1//上导盘横向锁紧压力下限•AI52.1//上导盘下降•ANQ21.1//上导盘垂直调整正转一向下•=Q21.2//上导盘垂直调整反转一向上•AL0.0•AI12.3//上导盘纵向锁紧压力下限•AQ28.4//上导盘随动•AI12.1//上导盘横向锁紧压力下限•AI52.2//上导盘轴向进入•ANQ21.4//上导盘轴向调整反转一拉出•ANI9.0//上导盘轴向调整右极限•=Q21.3//上导盘轴向调整正转一进入•AL0.0•AI12.3//上导盘纵向锁紧压力下限•AQ28.4//上导盘随动•AI12.1//上导盘横向锁紧压力下限•AI52.3//上导盘轴向拉出•ANQ21.3//上导盘轴向调整正转一进入•ANI8.7//上导盘轴向调整左极限•=Q21.4//上导盘轴向调整反转一拉出•AL0.0•AI12.1//上导盘横向锁紧压力下限•ANT6•=Q28.4//上导盘随动•在调整的过程中，操作人员根据提供的轧制表,将导盘侧压系数通过OP3上的键盘输入到PLC中，由PLC进行自动调整，通过对生产出的成品管进行外径和壁厚的测量，及时通过OP3的面板对各侧压系数进行修正，直至满足工艺要求。•本系统自投运以来，性能稳定可靠，能够非常好地控制钢管的外径、壁厚，满足了生产工艺要求。MPI网络在水厂自动监控系统中的应用•自来水厂的自动控制系统一般分为两大部分，一是水源地深水泵的工作控制；一是水厂区变频恒压供水控制，两部分的实际距离通常都比较远。某厂水源地有三台深井泵对水厂区的蓄水池进行供水；而水厂区的任务是对水池的水进行消毒处理后，通过加压泵向管路进行恒压供水，选用SIEMENS公司的S7系列可编程控制器（PLC）和上位机组成实时数据采集和监控系统。对深水泵进行远程控制，对供水泵采用变频器进行恒压控制，保证整个水厂的工作电机安全，可靠地运行。•SIEMENS公司S7系列PLC的MPI网络速度可达187.5Mbps；通过一级中继器传输距离可达1km。根据水厂的具体情况，确定以MPI方式组成网络，主站PLC为S7-300系列的CPU312IFM；从站为S7-200系列的CPU222.这样既满足了系统要求，又节省了成本，这种分布式监控系统具有较高性能价格比。系统中PLC的物理层采用RS485接口，网络延伸选用带防雷保护的中继器，使系统的安全运行得到了保证，MPI网络的拓扑结构如图所示。监控系统MPI网络拓扑结构图控制系统硬件设计•监控系统由位于水厂区的上位PC机、主站PLC、变频恒压控制站和水源地的三个从站PLC组成。上位PC机通过CP5611网卡与主站PLC完成整个系统的现场数据检测、数据处理及计算等工作。主站PLC完成两方面的工作，一是水厂区现场数据的采集及变频恒压供水的控制；二是与水源地的三个从站进行远距离通信和控制，完成水源地现场数据的采集与深井泵的控制。根据现场实际情况，数据回路有7路模拟量，选择模拟量输入输出模块SM334，该模块包括4路模拟量输入和2路模拟量输出。同时另选用2片CD4066模拟开关进行扩展，构成8路模拟量输入。主站PLC的组成如图所示。AI1AI2AI3AI4AO1AO2O1O2O3O4O1O2O3O4I1I2I3I4I1I2I3I44066-14066-2VV9013R1R0+12变频器余氯液位压力流量备用电电流流12电压SM334模块...PS307I124.0.1.2Q124.0.1.2.3CPU312变频故障P1泵故障P2泵故障P1泵变频P1泵工频P2泵工频P2泵变频...