高压变频器将以技术为导向 向大功率迈进
2006年高压变频器产量比2005年增加1200台，合同金额达10.2亿元。2007年比2006年增加2000台，合同金额达16.5亿元，同比增长61.8%。资料显示，目前我国大功率变频器市场还是以国外产品为主，但是随着我国高压变频器技术的不断成熟，正在逐渐进入大功率产品市场并逐步取代进口大功率变频器产品，高压变频器行业迎来一个加速发展时期。预计到“十一五”期末，中国变频器市场规模将达到115亿元左右。
我国高压变频器在技术方面已有突飞猛进的发展，通过自主研发掌握了很多国际先进技术。专家预测，今后技术和产品发展将呈现几大趋势。
一是功率单元串联多电平技术依然是市场的主流。目前，采用功率单元串联多电平技术的高压变频器国内市场份额已经超过三分之二，包括利德华福、东方日立、山东风光等高压变频器生产厂商采用的都是这种技术。
二是向大功率方向发展。大功率变频器市场份额前些年基本掌握在国外厂商手中，随着国内企业技术水平的提高，国产变频器产品的功率也随之逐步提高。
三是随着高压变频技术的成熟，将大幅拓展工艺控制对于变频调速的需求。如应用于轧钢机、矿井提升机、电气机车牵引系统等工业领域和高端军事领域等，进一步拓展了高压变频调速技术的应用领域。
四是高压变频器除了在电力、冶金、石油石化、市政供水等行业得到广泛应用外，开始出现更多的细分市场。同时，生产企业在技术全面提高的情况下，供应商日益注重提供整体节能方案及服务。
PLC通讯在纺纱质量在线检测中的应用
摘要：本文针对在线检测中出现的纱线不匀问题，通过RS-232C串口通讯，设计了上位机与欧姆龙PLC-CJ1M（CPU21）之间的数据通信，采用基于Windows操作系统功能强大的面向对象的程序设计语言——VisualBasic，编写了上位机程序，而无需在PLC中编写任何程序，可以在线获得纱线的检测数据，及时反映纱线的不匀。
关键字：纱线检测;串行通讯;可编程控制器
0．引言
1969年美国数字设备公司根据美国通用汽车公司的要求，研制出世界上第一台可编程序控制器。最初只能用于逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称为 PLC（ProgrammableLogicController），随着计算机技术和电子技术的飞速发展，其功能远远超出顺序控制和逻辑控制的范畴，不仅实现了数据运算和处理能力，而且体积小，功能强，可靠性高，编程直观，适应性好，接口方便，性价比高。
近年来，随着现代化生产技术的提高，以及计算机技术、信息技术和通讯技术的相互渗透，纱线的不匀直接导致布面的不平整，这就说明在纱线生产环节极为重要。纱线不匀是影响其品质的重要指标之一。传统的纱线检测方式都是在实验室离线进行的，通过对纱线的抽样，要求一定的温湿度前提下，相对于纱线的在线检测反映出离线检测的滞后性和随机性。RS-232C串行通讯实现比较容易，常被用于自动控制、数据采集、智能仪表等上位机与外部设备的数据通讯。本文设计了VB与欧姆龙PLC-CJ1M（CPU21）之间的数据通信，在线获得纱线的检测数据，如CV值、纱线瞬时直径、平均直径、粗节最大值、细节最小值等等，及时反映纱线的不匀，使操作人员及时做出相应调整。
1.上位机与PLC之间通讯实现
欧姆龙PLC—CJ1M（CPU21）有两个串行通讯口，一是通过欧姆龙专用串口通讯线CS1W-CN226，其网络类型设置为Toolbus，同时将DIP4串行通讯设状态置为ON;一是通过欧姆龙九针串口通讯线XM2Z-200S-CV，其网络类型设置为SYSMACWAY，其它为默认设置，包括端口为COM1，波特率为9600。图1所示为上位机通过RS-232C端口连接到PLC的示意图，也可以称作1:1连接。
图1RS-232C端口的1:1连接
图2所示为上位机与PLC之间通讯实现过程。
图2上位机与PLC之间通讯实现过程
2.VB与PLC之间通讯协议和程序实现
2.1链接系统的通讯协议
在纱线数据通讯中，只需要在上位机系统中编写上位机通讯程序，无需在PLC中编写任何程序，PLCCPU会根据上位机发来的命令帧自动生成响应帧返回给上位机。命令帧和响应帧之间包含需要通讯的数据，只有保证正确实现命令帧和响应帧之间的应答，才能实现准确的数据交换。命令和应答有两种方式，一种是从上位机发命令到PLC，另一种方式允许PLC发命令给上位机，我们采用浅一种方式。
从上位机发送命令时的命令帧和响应帧如图3。
图3命令帧和响应帧格式
命令帧中：
@——命令开始标志，所有命令都以“@”开始;
节点号——与上位机连接的PLC，在1:1连接中默认值为00;
标题码——设置两字节的命令代码，如RD代表读PLC的DM区数据;
正文——设置命令参数
FCS——设置两字符的帧检查顺序码，用于校验，是用两位ASCII码表示的8位数据，是从“@”开始到正文结束的所有字符的ASCII码按位异或运算的结果;
结束符——表示命令的结束，用“＊”和回车符“CHR$（13）”标明。
应答帧中：
@、节点号、标题码、FCS和结束符同命令帧中的含义。
异常号——返回命令的执行状态，，是否有错误发生。
2.2通讯端口初始化
在上位机与PLC实现通讯之前，必须先在上位机VB中设置通讯控件MSComm1的相应属性，通讯口初始化程序一般放在窗体加载程序中。
PrivateSubForm_Load（）
MSComm1.CommPort=1‘设置Com1通讯口
MSComm1.Settings=“9600,e,7,2”‘波特率9600，e偶校验，7位数据位，2位停止位
MSComm1.PortOpen=True‘打开通讯端口
MSComm1.InBufferCount=0‘清空接收缓冲区
EndSub
其它设置均取通讯控件MSComm1的默认值。
2.3帧格式代码
采用基于Windows操作系统功能强大的面向对象的程序设计语言——VisualBasic，编写了上位机程序，建立了上位机与PLC之间良好的通讯协议。以读内存DM区为例：
上位机命令帧：
"@"+"00"+"FA"+"1"+"00000000"+"0101"+"82"+开始地址+读取个数+FCS+结束符
PLC应答帧：
"@"+"00"+"FA"+"1"+"00000000"+"0101"+"82"+"0000"+读取数据+FCS+结束符
其中：
FA——表示FINS命令
0101——表示连续读内存区
82——表示读内存DM区
2.4校验算法实现
为了保证通讯数据准确无误的传输，欧姆龙PLC对通讯数据以按位异或算法进行校验。代码如下，仅供参考。
OptionExplicit
FunctionFCS（ByValtemp1AsString）AsString
Dimslen1,i,xorresult1AsInteger‘定义变量
Dimtempfcs1AsString
xorresult1=0
slen1=Len（temp1）‘求输入字符串的长度
Fori=1Toslen1
xorresult1=xorresult1XorAsc（Mid（temp1,i,1））‘从首字符到尾字符获取ASCII码，按位异或
Nexti
Tempfcs1=Hex$（xorresult1）‘转换为16进制
IfLen（tempfcs1）=1Then
FCS="0"&tempfcs1
Else
FCS=tempfcs1
EndIf
EndFunction
3.结束语
本文作者创新点主要通过RS-232C串口通讯，采用面向对象的可视化编程工具——VisualBasic建立上位机与欧姆龙PLC-CJ1M（CPU21）之间的数据通讯，获取纱线在线检测数据，现场实测表明能够快速准确在线测量纱线的CV值、瞬时直径、平均直径、粗节最大值、细节最小值等等，实时反映纱线的不匀率，对提高棉纺企业纱线质量具有重要的意义。
自动化系统的开放性发展趋势
“开放控制”目前对控制工程师及其正在扩大的影响范围意味着什么？开放控制有多种含义，取决于不同的时期和应用。它可能指软硬件之间的标准互联，一直到企业和供应链。它也可能指跨平台编程的维护和易伸缩性，包括联网、编程环境和架构。
本文讲述“开放”怎样帮助你……有希望使生活更像在大草原上自由自在地行走，而不是像在经历牙科手术的煎熬。
开放意味着……
西门子自动化与驱动集团基于PC自动化经理MichelJabbour认为:开放可能意味着使用标准编程语言，如符合IEC61131~3协议的编程语言；意味着与OPC等平台的标准通信。开放还意味着OEM厂商能够把定制C++代码集成到控制平台、和多设备级网络通信、甚至把PLC核作为应用程序接口（API）并把它嵌入选用的操作平台。
另一方面，开放允许在网络、工作站和操作系统等系统领域采用商用信息技术而不是专有技术。ABB公司IndustrialIT系统市场部副总裁BobHausler这样认为。曾经为厂商专有的通信标准现在对所有人开放，“允许用户轻松地集成信息，而且不需要价格昂贵、维护困难的定制软件接口”，他补充道。
开放已经超越了控制器的操作系统、网络协议或软件架构的范畴。AutomationDirect公司PLC与I/O产品经理PaulRuland说：“开放的控制产品还包括网络物理层中的组件、类别5的电缆、RJ-45型以太网接口、DB9和DB25连接器”。
开放还意味着能够从多家厂商购买到多种产品并让这些产品在应用中无缝地工作，这是RockwellAutomation公司SoftLogix业务经理MikeMiclot的观点,这要求各种产品容易被所有用户买到，而且可以从自动化产品供应商获得不只一个技术来源。
有些技术虽然不开放，但是可以和开放技术相连接，SchneiderElectric自动化业务网络主管DiegoAreces这样认为。“尽管PLC现在不开放，但是和PLC一起使用的工具逐渐开放，如ModbusTCP/IP、互联网和以太网等。用户需要开放的解决方案，但是对什么是开放的多种多样的解释造成了许多混乱。开放技术是免费的，人们可以方便地获取关于开放技术的信息而不必向哪个公司付费或参加什么组织”，他说。
自动控制系统一直在随时间发生稳定的变化。PhoenixContact自动化系统市场经理LarryKomarek,说：“其目标是用户能够立即互连任意自动化设备，而且不必重新编程就能让它们受任意厂商的控制软件的控制。工业自动化一直在沿这个方向发展”。IEC61131标准允许同一维护人员维护不同厂商的设备。
和大型应用所需的分立设备相比，采用软逻辑和嵌入式PLC板的工业PC机可以节省空间和安装成本，Komarek说。用户经由装有工业标准软件的PC机，通过OPC接口同控制程序通信，代替PLC厂商专有的协处理器模块。这可以降低硬件成本，增强购买的灵活性，方便于集成精选的高功能度和易用的软件。在基于微软WindowsCE的模板中嵌入PLC功能可以实现较低成本、较小尺寸的工业PC机，代替PLC，这种情况不需要操作显示屏。
用户的期望
要求富有竞争力、更短的产品周期、更快的新品推出速度和更小的批量都导致对开放系统的需要。其他需求还有安全性、可靠性、与其他系统的信息交换、更准确和及时的信息、对生产过程更好的可视性和控制。这些需要包括：
■过程信息同ERP系统的集成；
■整个工厂范围的原料跟踪，跟踪生产过程中的产品，可以从进入工厂的原料直到离开工厂的成品；
■可以从一个地点看到多个信息的信息集成，以便比较不同生产线的经营效率。
MikeMiclot认为：RockwellAutomation的用户未必期望“开放”，而是期望开放带来的灵活性和选择自由。
EatonCorp公司生产线经理ClydeThomas说：“不过，许多用户有通过多种手段以增加竞争优势的需求，包括以技术和开放的控制架构渐进地、破坏性最小地实现企业集成、新兴技术和产品，以及它们所独有的增值——不必对单一厂商或封闭系统投资或冒投资风险”。
PaulRuland说：“用户现在通常期望水平更高的开放控制软硬件产品，以及由此带来的较低的购置和折旧成本”。
开放控制技术和专有控制技术可以配合使用，如AutomationDirect公司展示的这个典型的组合。用于AutomationDirect公司的DL205微模块PLC的I/O设备基于专有网络技术，采用开放的标准电缆布线和接口(通过长达30米的标准RJ-45以太网接线电缆)。这是可以和开放技术——以太网、DeviceNet、Profibus和OPC产品——组合使用的用于控制器到控制器和HMI/数据服务功能的单向专有技术。
技术满足需求
技术可以满足对开放系统的需求并产生效益。
Invensys公司的工厂自动化与信息架构ArchestrA能使用软件延长传统系统的寿命，能提出经营目标，还能保护知识产权，InvensysWonderware总裁MikeBradley道。ArchestrA允许对软件应用快速装配，而不是编程，这意味着通过重新装配现有应用可以创造新的应用。
Invensys公司基于ArchestrA的第一个产品Wonderware工业应用服务器能使客户“减少开车成本和维修费用”，MikeBradley说。同时，Invensys的其他产品也都基于ArchestrA，工具软件包将在7月之前面世，该公司ArchestrA业务总经理KevinJ.Tock如是说。
MichelJabbour说：“西门子自动化与驱动集团把标准工程环境和控制平台分离。基于这个策略，一个应用的自动化部分对所有不同的西门子控制器都是透明的”，因此用户可以选择平台以匹配应用。
AutomationDirect公司的Rul
and说：“下一代PLC的本地扩展I/O也许采用高速专有芯片组和网络算法来保证预期的同步I/O扫描，但它们会采用以开放的控制接口和布线元件为特色的经济易用的包的形式”。
基于PLC和触摸屏控制的变频恒压供水系统
1 引言
随着3C技术(计算机、通信、控制)和变频技术的不断发展，在居民小区生活用水、工业用水、各类自来水厂、大型厂矿和消防用水等供水系统中，原来均是采用水塔、高位水箱等设备，这些设备不但占地广、投资大，而且越来越不能满足现代化的供水要求。另一方面，采用传统的方法很难保证供水的实时性，并且由于水泵是采用最大供水量设计的，由于用水高峰时间短，很容易造成能源的浪费以及由于管网压力过大而引起的管网损坏。本文以永城煤电集团水厂的控制系统为例，介绍一种基于PLC和触摸屏控制的恒压供水系统。
2 系统简介
永城煤电集团水厂变频恒压供水系统由PLC控制器、两台变频调速器、软启动器、触摸屏显示器、交流接触器、热继电器、压力变送器、水位变送器、流量变送器等其他电控设备以及4台75kW水泵和一台45kW的小水泵组成。
恒压供水系统图在供水系统的蓄水池中安装水位变送器，在总出水管安装压力变送器和流量变送器，检测出水位、压力和流量，转换成4~20mA的信号，输入到PLC的模拟量输入模块，将检测到的压力信号和通过触摸屏设置的压力经过PID运算，通过控制变频器的输出频率来调整水泵电机的转速,以达到保持水压的恒定;同时通过水位检测，根据水位的高低来开启水源井的多少和调节反渗透系统的产水能力。同时，在触摸屏显示器上可以显示各个电机的电流、频率、水位、水压、工频和变频运行的时间以及各泵的运行状态。系统信息还可以通过企业的Intranet网发布到网络上，通过网络进行系统的远程诊断和控制。
3 控制对象
根据永城煤电集团水厂供水系统现场的实时情况，控制水厂现场设备(泵、阀门等)的开、关、停、运行;电磁阀的开启、关闭;各水源井的开启、停止;变频器的启动/停止，以实现水厂恒压供水的自动控制。
4 系统工作原理
该系统具有手动和自动两种运行方式:
4.1手动运行方式选择手动运行方式时，根据需要，通过按启动和停止按钮，来控制各水泵。这种方式只在系统出现故障时使用。
4.2自动运行方式(1)启动程序在自动运行时，首先检测5台泵是否有泵出现故障，如果1＃泵出现故障，则通过触摸屏在线修改该水泵的状态，把1＃泵设为故障状态，则系统启动时，自动不启动1＃泵。其次检测蓄水池水位，如果符合要求，1＃泵也无故障，开始启动真空泵抽真空，如果满足要求，则1＃泵变频交流接触器吸合，电机和变频器连通，同时打开1＃泵的电磁阀，通过检测压力的大小，PLC经过PID运算，此时变频器的输出频率从0Hz开始上升，如果压力不够，则上升到50Hz，延时后，通过软启动器，将1＃泵切换到工频，再启动2＃泵，依次类推，直到出水压力达到设定压力。(2)水泵切换程序根据流量传感器检测到的流量的大小，如果出水量减少，出水压力过大，则PLC控制变频器的输出频率，减少出水量来稳定出水压力。如果变频器的输出频率在20Hz，此时PLC开始计时，如果出水压力降低，则放弃计时;如果出水压力一直高于设定压力，到一定时间后，则根据先投先停的原则，PLC将先关闭正在运行的投入时间最长的泵的电磁阀，再关闭该泵，直到出水压力达到设定值(3)启动小功率泵对于永城煤电公司居民生活用水来说，其属于用水时段性很强的系统，因此在5台水泵中，1＃—4＃泵为75kW，5＃泵为45kW。因此，当在用水低谷时，一台45kW的小功率泵就足可以保持供水压力，此时，就可以通过变频运行5＃小功率泵，使其工作在低频状态，就可以维持供水系统的水压稳定。(4)远程控制和故障诊断该控制系统通过PLC的通讯模块CP340向设在局后勤处的上位机发送信息，两者之间通讯采用RS-485方式。当在上位机上发现有故障如蓄水池水位过低时，可以通知多开启水源井和反渗透装置，以提高蓄水池水位，防止因水位过低造成的水泵干抽现象。由于系统的上位机可以进行网络发布，当出现故障，而现场人员无法解决时，通过远程诊断功能，由厂家帮助处理。
5 控制系统硬件配置及软件编程
5.1硬件配置
(1)PLC的配置可编程控制器采用SIEMENS的S7—300系列CPU-314主机，1个电源模块，2个32位I/O模块，2个16位输出模块，2个12位AD模块，1个12位DA模块和一个CP340模块。CP340和上位机之间通过RS-485进行通信。(2)触摸屏触摸屏选用SIEMENS生产的TP270系列，它自身具有丰富的操作系统，可以方面的通过串行通讯与编程器通信，也可以和PLC通过MPI网进行通信。通过触摸屏可以实时显示电机电流、管网压力、水位、流量、各水源井工作情况以及各种故障信息;还可以通过触摸屏对PLC进行在线控制。(3)变频器及控制方式选择在本系统中，根据冗余设计原则，采用2个三菱专用供水变频器，以在发生故障时相互备用。由PLC开关量输出控制变频器的启动/停止。
5.2软件编程
(1)PLC编程PLC从软件配置上有系统程序和用户程序。系统程序装配在CPU模块上随硬件的产品而来。用户程序是编程器编好程序后输入到可编程序控制器的存储模块，程序是采用块式结构形式，共有5种形式:组织块(0B)、程序块(PB)、功能块(FB)、数据块(DB)、顺序块(SB)(本系统未用)。因此，在PLC软件中使各种功能的程序模块通过主程序有机的结合起来。故PLC程序主要解决现场各泵的启动程序、切换程序、启动小功率泵;模拟量的处理;与上位机和触摸屏通信数据的处理功能等。
(2)上位机程序上位机使用VB编写通信程序和建立数据库。通信程序发出的命令帧格式要完全符合SIEMENS公司PLC的RS-485通信协议;对PLC发回的响应帧，上位机必须进行拆装、识别，才能正确的分离出交换数据和有用的状态信息。
(3)触摸屏程序触摸屏程序
主要有主画面、参数设置、供电回路、反渗透、实时曲线、报表统计、故障维护等画面组成，其结构如图2所示。图2触摸屏程序结构5结束语在供水系统中采用基于PLC与触摸屏控制的变频恒压供水系统，可以根据实际需要水压的变化自动调节水泵的转速或加减速，实现恒压供水，降低能耗;还可以延长主泵电机的使用寿命。由于采用了双变频器，在一台变频器出现故障时，系统可以自动的切换到另一台变频器，基本可以保持不间断的恒压供水,具有一定的先进性。目前，该系统在永城煤电集团水厂经过一年多的运行后，运行状况良好，达到了预期的设计要求，节能效果显著，受到了用户的好评，具有很好的应用前景
PLC在塑料机械上的应用
塑料是一种重要的基础材料，由于其加工性能优越，已经成为生产生活中不可或缺的物品，广泛用于建筑材料，汽车，家电，包装，农业等行业。常见的塑料机械有三种：注塑成型机，挤出机和吹塑机。
随着塑料机械技术的不断发展，控制器已经不只是简单的动作控制，而是包括熔体温度、注射压力、注射速度、保压时间、冷却过程及液压回路的各种参数的综合控制。传统的继电器及嵌入式控制已经不能够适应这个行业的发展，由于的高可靠性、开发周期短和应用成熟等特点，的应用占据了主导地位。目前在本行业使用较多的品牌有等。
中国塑料机械产业规模将随着中国经济的发展和出口量的增加而扩大，自动化产品在塑料机械行业的市场具有非常大的发展空间。过去大部分塑料机械采用开环控制，目前正在向闭环控制方向发展。新的设备对控制器的控制能力和响应速度有了更进一步的要求，传统的基于嵌入式产品的控制器难以满足这些要求，这就使得到了更广泛的使用。
PLC在多点定位及往返系统中的控制研究
在往返式传动控制系统中，很多时候都会涉及到多点定位问题。即要求在不同的定位点启动不同的机械动作。但由于机械惯性的作用，常常会给系统带来定点误差。本系统以龙门刨床的机械传动为例，采用PLC作为控制器，通过变频器调节速度，利用光电编码器和PLC高速计数器进行定位控制，从而实现精确定位。
关键字：变频器; PLC; 高速计数器; 光电编码器
1 龙门刨床的机械传动控制要求
图1 往返式机械传动示意图
图1所示的龙门刨床的机械传动示意图。传动系统从原点启动，中速行驶到1000mm，开始高速行驶，高速行驶到3000mm，开始低速爬行，低速爬行到终点（3200mm）停车。停顿2s。反向高速行驶，高速行驶到距原点200mm处开始低速爬行。到达原点停车，停顿2s后重新开始往返。在原点和终点低速爬行的目的是为了避免系统惯性带来的定点误差，做到原点和终点的精确定位停车。
2 龙门刨床机械传动的PLC控制系统硬件设计
2.1 系统对变频器的控制要求
变频器的正反转由继电器K1、K2控制，速度的切换由继电器K3、K4完成。变频器故障报警输出触点（30A、30C触点）用于立即停止高速计数器运行，并由指示灯HR指示。
变频器具有多段速度设定功能，当K3、K4两个继电器触点都断开时，高速行驶（第一速度）;K3闭合，K4断开时，中速行驶（第二速度）;K3断开，K4闭合时，低速行驶（第三速度）;K3、K4都闭合时，手动调节行驶（第四速度）。
旋钮SF用于手动/自动切换，并用指示灯HG1表示自动状态。手动时，能够通过按钮SA1（电机正转）和SA2（电机反转）手动调节传动系统的位置。
按钮SA用于传动系统在自动状态下的启动/停止控制。采用“一键开关机”方式实现启动/停止控制，用指示灯HG2表示启动状态。
行程开关SQ用于自动启动时，确定传动系统在原点位置，自动停止时，传动系统必须返回原点。行程开关SQ1、SQ2用于传动系统的两端限位，确保传动系统不能脱离设备。
2.2 PLC系统硬件系统的构成及连接
为了实现对龙门刨床机械传动的精确定位，本系统采用PLC作为控制器，通过变频器进行速度调节，采用光电编码器和PLC高速计数器进行定位控制。根据龙门刨床的机械传动控制要求，系统中有开关量输入点8个，开关量输出点7个，光电编码器A相输入一个，因此选用SIEMENS的CPU224作为控制器，其 I/O点的分配及系统接线如图2所示。
图2 龙门刨床机械传动PLC控制系统接线图
3 PLC梯形图程序的设计
PLC的梯形图程序设计包含主程序（用于实时调用手动子程序SBR_0和自动子程序SBR_1）、子程序SBR_0（用于实现对系统的手动控制）和 SBR_1（用于实现对系统的自动控制）和中断处理程序INT_0程序（用于处理高速计数器计数当前值到达不同预置值的处理）。由于篇幅所限，以下将以中断处理程序INT_0程序为例，说明变频器对速度的控制和调节。其梯形图如下。
4 梯形图设计过程中要注意的几个关键问题
4.1通过多次更改高速计数器的中断和预置值实现多点定位
实现多点定位控制的关键包括两点，第一点是设置高速计数器中断事件12（计数器当前值=计数器预置值），另一点就是在中断处理程序中更改高速计数器预置值。
定位控制需要测量定位点与原点的距离，然后将单位距离（mm）转换成脉冲量，通过光电编码器和PLC高速计数器记录脉冲量的变化。本系统中，光电编码器的机械轴和电动机同轴。传动比=10，用于驱动设备的传动辊直径=100mm，光电编码器每转脉冲数=600个/转。可以计算出每毫米距离的脉冲数为：
每毫米距离的脉冲数=600÷（10×100×3.14）≈0.19108脉冲/mm
定点位和预置值比较，必须采用高速计数器中断方式，而不能采用一般的比较指令。因为一般的比较指令无法捕捉高速变化的事件。
所以，必须通过ATCH和ENI指令将高速计数器中断事件号12（（计数器当前值=计数器预置值）与中断处理程序INT_0连接。在中断处理程序INT_0中，到达预置值时，重新装载下一次的预置值，并执行工艺要求的继电器输出，处理变频器的运行速度。
在自动子程序SBR_1中，将高速计数器HC0设置为单相计数输入，没有外部控制功能。在原点和终点通过更改计数方向，便于中断处理程序INT_0判断变频器的运行方向。
4.2 在中断处理程序INT_0中不能使用等于比较指令
由于在一个中断处理程序INT_0中判断处理多个预置值。需要比较指令和计数方向来判断目前高速计数器计数当前值在哪个阶段，根据判断来决定执行那一段指令。但是，判断不能使用等于比较指令，应该使用大于或小于指令判断。
尽管中断事件（计数器当前值=计数器预置值）发生时，PLC立即中断当前主程序、子程序，执行中断处理程序INT_0中的指令。但是，在中断处理程序 INT_0中，PLC仍然是按照逐条逐行的扫描机制执行。而高速变化的计数值不可能和中断处理程序执行同步，如果采用等于比较指令，PLC在执行中断处理程序时，可能会错过等于值，使PLC在中断处理程序中无法判断设备运行到哪个阶段。
4.3 在自动运行时，高速计数器的初始值寄存器写入必须禁止
由于多点定位需要多次装载预置值，写入预置值必须执行HSC指令。
执行HSC写入指令，不单单是写入预置值，如果在控制字节中不加以限制，初始值寄存器SMD38中的值同样写入。而SMD38=0，这样，就会使高速计数器计数当前值置0。因此，在自动运行时，必须设置控制字节SMB37的第七位SM37.6为0，在装载预置值时，禁止写入初始值。
但是，在高速计数器初始设置和返回原点重新开始运行时，又必须写入初始值，使初始值置0，避免机械原因带来的误差。因此，控制字节必须多次修改。遵循的原则是：允许写入初始值、执行HSC指令后，必须马上修改控制字节，禁止初始值写入，并再次执行HSC指令，中间不能有其它指令存在。
4.4 多点定位的输出线圈尽量采用立即指令
采用高速计数器进行多点定位，主要为了精确定位。定位精度既决定于高速计数器的测量，同时也决定于执行机构的执行快速性。
如果采用普通输出指令，在一个扫描周期的程序执行阶段，改变的仅仅是输出映像存储器，PLC的输出点不会立即刷新，只有在程序执行完毕后，PLC的输出映像存储器才能对输出点刷新，执行输出。
为了增加定位精度，尽量采用立即输出指令。立即输出指令不受PLC扫描周期阶段的限制，在改变输出映像存储器的同时，立即刷新PLC输出点。
4.5自动/手动程序采用For-Next循环指令和子程序指令实现
本系统中的自动/手动功能通过采用For-Next指令和子程序指令实现。自动程序和手动程序实际上就是两个循环指令的循环体。而循环指令仅执行一次循环扫描刷新。
手动子程序SBR_0和自动子程序SBR_1用于整个程序的分段，便于程序的理解，增加程序的可读性。For-Next循环指令的作用是使输出线圈能够重复使用，简化程序。
中断处理程序：INT_0
当变频器正向运行（由SM36.5判断，增计数为正向运行，SM36.5=1），高速计数器当前值等于19108（1000mm）时，继电器 K3（Q0.2）、K4（Q0.3）断开，变频器速度设定为高速正向行驶（第一速度）。同时将高速计数器预置值更改为57325（3000mm）。
当变频器正向运行，高速计数器当前值等于59325（3000mm）时，继电器K3（Q0.2）断开、K4（Q0.3）接通，变频器速度设定为低速正向爬行行驶（第三速度）。同时将高速计数器预置值更改为61146（3200mm）。
当变频器正向运行，高速计数器当前值等于61146（3200mm）时，表明达到终点，继电器K1（Q0.0）、K2（Q0.1）、K3（Q0.2）、 K4（Q0.3）全部复位断开，变频器立即停止运行。同时，发出终点到达信号M0.1，让子程序SBR_1处理停顿2s时间，并由SBR_1处理反向运行设置。
当变频器反向运行（由SM36.5判断，减计数为反向运行，SM36.5=0），高速计数器当前值等于3822（200mm）时，继电器K3（Q0.2）断开、K4（Q0.3）接通，变频器速度设定为低速反向爬行行驶（第三速度）。同时将高速计数器预置值更改为0。
当变频器反向运行（由SM36.5判断，减计数为反向运行，SM36.5=0），高速计数器当前值等于0时，表明变频器返回到达原点。继电器 K1（Q0.0）、K2（Q0.1）、K3（Q0.2）、K4（Q0.3）全部复位断开，变频器立即停止运行。同时，发出原点到达信号M0.0，让子程序 SBR_1处理停顿2s时间，并由SBR_1处理正向重新运行设置。
PCS7在钛白粉厂中的应用
摘要：本文介绍了PCS7在钛白粉厂中的应用，分别对其应用的硬件、软件和网络，分析其特点、用途，实现管控一体化。
关键词：PCS7现场总线ProfibusWincc
一、项目简介
钛白粉已成为世界无机化工产品中销售量最大的3种商品之一，仅次于合成氨和磷酸，列第三位。我国的钛白粉总产量徘徊于世界第三名到第二名之间。中核华原钛白股份有限公司是中国首家引进国外先进技术和关键设备建设的国内第一座万吨级钛白粉生产企业。由于一期生产线已应用十几年，为增强企业后劲，开创新的经济增长点，钛白二期生产线建设也就应运而生，此时，年生产能力将达到3万吨。
二、系统介绍
目前，世界上生产钛白粉的方法有两种：硫酸法和氯化法。此次二期工程采用工艺比较成熟的硫酸法，共分31个工段，工艺流程见下图：
三、控制系统构成
本工程控制系统采用西门子的PCS7控制系统，SIMATICPCS7系统是面向工业过程的分布式的全集成控制系统,拥有良好的用户界面及强大的系统功能块库，能大大节省系统编程组态的时间和费用。它综合了DCS，PLC及现场总线的技术。开放式系统网络、开放式操作系统、以及开放式接口使公司范围也即从生产级到管理级的整个信息系统集成最优化。它采用模块化结构，可按系统进行配置，具有高电磁兼容性和强的抗震性、冲击性，具有很高的工业环境的适应性。无排风扇结构，易于实现维护，易于掌握等特点。当控制任务增加时可自由扩展。由于简单适用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活。
具体配置见下图：
从上图可以看到：该工艺控制系统将钛白二期的6台AS、2台冗余的服务器、7 台操作监控站OS和钛白一期的TELEPERMM控制系统、办公楼的管理网络用光纤连接起来。组成两级环行光纤冗余以太网。6个AS（CPU416-3）的ProfibusDP总线上共连接40个ET200M站、72个其它厂家的DP站和42个3UF50。采用SIEMENS高速以太网光纤通信模块 OSM,大大加强了网络抗电磁干扰的能力,省去了采用普通双绞线连网所必须考虑的防雷击及过电压保护的措施,使得控制系统安全可靠,风险系数大大降低。由于网络广泛地采取了冗余技术,使系统的可靠性得到了充分保证。
该控制系统的特点如下：
过程控制级：
我们采用-ProfibusDP，它是在欧洲乃至全球应用最为广泛的现场总线系统。ProfibusDP是一个主站/从站（Master/Slave）总线系统，主站功能由控制系统中的主控制器来完成。
主站在完成自动化功能（调节、控制）的同时，通过循环的和非循环的报文对现场仪表及智能电气设备进行全面的访问。 PROFIBUS-DP总线的构成介质，可以是双绞线电缆，也可以是光缆。其最大长度可达23.6KM（公里）。而其通讯速度可达12MbpS。亦即 ET-200M站可以放在信号比较的集中现场，用一根双绞线电缆，把现场的测量量，用数字通讯的方式送到控制器中。这样可以省掉大量的电缆和桥架与安装、调试工时，仅硬件线缆及接线就比传统的集中控制就节省40%的费用。每条PROFIBUS-DP总线最多可接96个ET-200M站。各ET-200M站是经PROFIBUS-DP总线串联起来的。在每一个AS的扫描周期的开始，AS的CPU将所有的输入信号，只用几十个微妙的时间内送进控制器中，并存在 RAM的PII区中。在扫描周期的末尾，又把所有的输出信号，送到输出模件中去。
此次AS站采用CPU416-3，它可以拓展成3条PROFIBUS-DP总线，此次我们采用2条DP总线，一条用于连接 ET200M站，采集仪控信号，此ET200M带有带电热插拔特性,允许控制站中的信号模块在系统运行的情况下插拔,而无需停止系统,大大提高了系统的可靠性。另一条DP总线用于采集电气信号，用于连接SIMOCODE-3UF50以及其它厂家的DP站。此次75KW以上的电机保护选用SIMOCODE- 3UF50，实现了电机的开关柜、继电器柜、现场操作箱一体化，从而大大减少了它们互相之间的连线，带来的好处是不言而喻的。从而实现电机超温、相不平衡、超电流、卡机、断相、停机时间的自动保护；可得到：三相电流数值、电机的实际温度、相间的不平衡情况、断相记录、电机的开关状态、电机的开停次数的统计、脱扣次数统计等参数，并且传到上位机OS，使得电机的运行状态变得清晰起来；
车间管理级：
采用环行光纤以太网，将6个AS和两台冗余的服务器连接到一起。整个控制系统的控制中心，即两台互为备用的服务器设置在集控室内。集控室还设置一台工程师站，用于系统控制程序的编制、调试、在线修改。服务器运行的一套软件将完成中央管理、现场分散控制和通讯等所有的控制功能，所有现场控制软件都在控制中心进行开发、修改、调试和下装。冗余中心服务器与操作员站和工程师站通过冗余的以太网相连。PCS7系统网络结构以模块化计算机网络为基础，使用工业级标准的操作系统、通讯网络和协议。该系统采用主从客户机服务器方式。一台专用的服务器用来为诸如操作员界面单元的多用户服务。系统不采用分散式的数据库或者将数据库复制后存储于操作员站的方式。该系统的网络全面支持系统的数据采集、控制及图形用户界面等系统功能。应用标准的软件和硬件，该网络支持多种广域网，已将可能的接点连接成为一个整体的系统。网络协议为TCP/IP，通过系统应用程序
直接生成界面。该系统支持用全功能的图形操作界面通过标准的拨号方式进行远程组态和操作。该系统为可扩展的结构以便于将来系统的扩展。一方面，新增加的操作员站不需要添加另外的数据库服务器和I/O服务器就能连入系统，另一方面，数据库容量的增加也是简便易行的，例如只需要输入一个新的授权使用号，而不是增加另外的数据库服务或I/O服务器。
现场的雷蒙磨、球磨机、闪蒸设备都是厂家供的成套设备，控制系统是独立的，我们需要与之通讯，因为SIEMENS的PCS7控制系统具有很强的软连接技术，使我们的工作变得简单容易。
工厂管理级
在两个以太网之间接有两台服务器，作为整个网络的服务器，同时也是冗余的。在以太网2上接有七台操作监控站（OS），它们作为工艺控制站使用的。在以太网2上有一个通讯网关—OSM安装在钛白一期的控制室内的，可通过ITP电缆与安装在WINOS的接口卡—CP1613连接，以实现和钛白一期的控制系统TELEPERMM通讯。在以太网2上还有1个网关–OSM安装在办公楼内，提供有4台终端组成管理网。其中的一台安装有与OSM 通讯的CP1613网卡。就在该计算机内还安装了普通的商用网卡。通过这个网卡和商用以太网进行通讯。这个网络可扩很多监视终端。在这个网络上可建立调度网络和管理网络，可连接
INTERNET网，通过IE浏览器实现现场生产过程的监视。
该控制系统具有很强的数据交换能力，具有与在TCP／IP网络上其它相似的PLC或SCADA系统数据库相连的接口。即该系统能从所在网络上的其它系统，尤其指外网的SCADA系统获取数据和向其发送控制指令。该系统还支持用标准的SQL查询向下列数据库系统读取和写入数据：ACCESS、ORACLE、MICROSOFTSQL，该读写过程是根据事件表进行的，或者由事件或操作员请求激活。该系统能向微软Excel传递批量数据。系统能够向支持DDE的第三方应用程序传递数据，历史数据也能够获取。系统开放性强，使用OPC或ODBC技术使系统很容易连接到企业管理网，可与常见的办公软件进行数据交换，可大幅度地降低工程设计，维护费用。这使得与钛白厂一期的控制系统和工厂管理网的数据交换变得更加容易。
工业过程监视:
利用WINCC及监控中心计算机组成的生产流程监视，可以对生产过程中的压力、温度、流量、液位、电机的运行状态进行显示、报警，WINCC画面是根据生产流程而画出来的，可以使操作人员一目了然，给维护人员也带来了方便。
1）每台CRT的画面可分三个区：
总貌区：在每幅画面的上部，不管CRT处于那种画面，它总是存在。负责显示整个工艺的工段的划分，报警汇总，时间，日期，画面种类的切换等。因此无论何时，你中可看到整个工厂的报警总态；
工作区：工作区站了CRT面积的大部分。工作区用于工艺生产的显示、操作、控制、分析工艺参数之用；
操作键区：位于CRT的底部，一般为一行。用于选择操作种类。
2）CRT的工作区的显示分如下种类：
工艺流程图：流程图的分辨率一般设为1024*768。彩色、立体。为了高屋建瓴地通观全局、又能细观每个局部，每台设备，一般将工艺流程画面分三级或四级。第一级一般比较抽象，二、三级则比较具体。这些画面的切换简单、快捷，一般是只须一个动作，在一秒钟之内完成。
报警画面：在工艺生产中发生的设备故障、仪表测量量的超限、工艺操作的错误、顺控中的卡壳以及控制系统本身的自诊断故障等，这些报警一方面可在打印机中打印出来，（这样优点浪费纸张–—因此在一般情况下不打印）另一方面，将这些报警信息在CRT上，以画面的形式显示出来。每一条报警信息包括：报警内容、发生时间、现在的实时状态、报警类别等，中文显示。
标准控制画面：包括闭环控制、开环控制、顺控、组控、棒条显示、数码显示、组显示等画面。
历史趋势曲线画面：单条、组条，单组、双组、四组显示等。
报表画面：一些工艺分析画面、报表等也可在CRT上显示。
混合画面：在工艺流程画面中，隐含标准显示画面、标准控制画面、历史趋势曲线组显示、报警画面等，一旦将隐含键打开，相应的隐含画面—它们常被称为窗口。这些窗口的大小在组态时就确定好了的。一方面要看得清，同时要尽量小，使得画面清新。一般情况下，工艺人员只需在工艺流程画面上操作。在确定的虚拟键点击一下，即可打开相应的操作窗口。
如闭环控制、开环控制、顺控、逻辑控制等控制画面，也可打开显示窗口，显示模拟量的数字（以棒条、棒条组、饼图、数字），开关量的状态，各种量的历史趋势曲线，顺控执行中具体步骤和状态，各种批处理过程的分析表报等进行工艺过程的操作、监视、分析、程序修改、控制、统计、参数的改正等，当这些操作完成后。可以把这些窗口关掉。在这些画面上可同时打开5个窗口。当继续打开第6个窗口时，会自动把第一个窗口关掉。每一幅画面可
3）命令键区
在CRT的工作区的底部是命令键区。这里可根据工作区的画面，设计在操作时可能用到的虚拟键，它包括数字键、命令键、确认键等。
四结束语
新一代过程控制系统PCS7既继承传统的DCS功能又融入了开放的现场总线技术，钛白二期现场系统各层次应用的站点之多，总线之长，实现实时监控在国内并不多见，而且与钛白一期网络TELEPERMM系统和工厂的管理网络实现资源共享，无缝连接。
轧钢自动化 让数据说话
当前，原料价格及人力成本在高速增长，为有效提高生产效益和降低生产成本，计算机自动化已成为轧钢企业管理的重要手段之一。它充分利用现场采集的实时数据信息,为生产管理服务，进一步加强现场工艺设备状况的监控和控制，帮助管理人员迅速做出决策，实现管理、控制的一体化，在节能降耗方面得到很大提升，可增强企业的竞争力。
在韶关钢铁的计算机自动化系统中，以计算机Window2000系统为平台，使用Siemens v5.3和SQL Server 2000及Wincc 6.0软件,实现了对轧钢现场实时数据管理。该系统以计算机自动化为核心，对轧钢过程中每条钢坯的质量数据和工艺数据进行跟踪，实现对数据的收集、存储、查询、更新和统计等功能，并生成符合工艺要求的报表。自2005年投入使用以来，近3年期间，系统运行良好、性能稳定，实现了轧制生产和管理的自动化。
系统通过对现场各种数据的采集，借助网络通信上送至PLC（可编程逻辑控制器）的数据模块，经过内部程序完成实时数据处理，上送至上位机的操作室和服务器，同时下传上位机的控制命令到现场各个控制单元，上位机上显示控制单元的动作过程和各种实时数据。在整个过程中，生产线上所有的网络、控制、模块单元的数据处于高速传输状态，每100ms刷新一次，并不断发送和接收数据。
四层结构紧密集合
该轧制自动化控制系统也像所有典型的分级控制系统一样，在网络结构上可以分为四层，即数据采集层、过程监控层、数据管理层和信息服务层，如图所示。
数据采集层由两套德国西门子公司的Simatic S7-400系列PLC、各种传感器以及一些采集板卡组成，实时检测轧机、活套以及操作箱等现场数据。同时，系统将轧制压力、张力、活套传感器、热金属检测器等模拟量或数字量信号以及运行、停止等开关量信号，分别通过硬线和profibus-DP网送入PLC系统的I/O扩展模块，经过放大、隔离、滤波处理后，转换成数字信号，通过计算机网络向上层传送，完成对生产轧制的数据采集。
过程监控层即上位机监控站，布置在操作室，负责读取PLC传送来的数据流，并进行分析和处理，然后送到数据管理层的服务器，分别绑定在数据表单的各个字段上。此时，系统也负责向传输控制单元发送数据，并在前台实时显示关键数据，完成工艺的监控。
数据管理层包含两台计算机，一台作为数据库服务器，完成轧制过程中实时数据和工艺数据的存储、录入、监控、备份和维护等工作; 另一台作为优化计算机，完成数据的处理以及轧制过程的优化、自适应及自学习。
信息服务层计算机分布在不同的工段和科室。它们都安装有前台数据库应用程序，以数据库服务器为中心，采用C/S结构组成星形计算机局域网（LAN）。网内每一台计算机都可以访问数据库，完成浏览、查询、统计、报表打印等操作。如果用户有足够的权限，可以通过登录框更改登录口令并对数据进行修改。
PLC可编程控制器在过程控制系统实验装置中的应用
1 引言
随着现代科学技术的飞速发展，不仅对生产过程自动化，也对生产管理提出了更高的要求。通过计算机网络技术把自动控制与计算机管理系统结合起来，集管理和过程控制为一体是当今工业自动控制发展的趋势。复杂的过程控制系统，常采用两级网络拓扑结构，底层用现场总线以便控制装置尽可能靠近被控生产过程现场，上层采用工业以太网，监控级相对集中于主控室内，从而实现对生产过程的集中管理和分散控制。这样构成的控制系统具有实时性好、可靠性高、抗干扰能力强等优点，比传统DCS系统更经济，更可靠。为了适应这一形式的发展要求，提高实验教学质量，使工科学生在校期间就能受到良好的工程实践锻炼，因此开发了基于工业以太网及现场总线的过程控制系统实验装置。
2 系统配置及网络结构
实验装置控制系统由上位机监控系统和下位机PLC控制系统两部分构成。整个网络采用两层网络拓扑结构，上层为工业以太网，用于上位机PC之间以及上位机和下位机PLC之间的通讯，底层为PROFIBUS-DP现场总线，用于下位机PLC主站(DPM1)和四个从站(DPS1-DPS4)之间的通讯，其中，PLC主站和从站控制液位、压力和温度流量等过程控制实验装置。系统用 SIMATIC STEP 7软件进行网络组态、硬件组态以及PLC控制程序的编写，并用组态软件SIMATIC WinCC实现了上位机与PLC的动态连结。整个系统组成如图1所示:
图1 过程控制系统实验装置结构图
2.1 现场部分
现场部分是所需控制的液位、温度流量和压力实验装置，变送器将采样数据转换成 4～20mA的电流信号，直接接入SM334模块(模拟量输入/输出模块)，经模/数转换变成0～27648的数字量。开关量的输入输出接入SM323模块(数字量输入／输出模块)。
2.2 控制单元
控制单元采用西门子PLC,S7-300系列PLC功能强大，采用模块化设计，有中央处理单元(CPU)、各种信号模块(SM)、通信模块(CP)、功能模块(FM)、电源模块(PS)、接口模块(IM)等，有多种规格的CPU可供选择。通过CPU上集成有PROFIBUS-DP接口、 MPI接口或通信模块可以连接 AS-I接口、PROFIBUS总线和工业以太网系统。
本系统主站采用西门子S7-300系列PLC，其CPU为315-2DP。它执行指令时间短，扫描1000条指令不需10ms，足以满足控制的时间要求。主站还带2个信号处理模块(DI 16/DO 16、AI 4/AO 2)和一个通讯模块CP343-1(用于上位机和PLC之间通过工业以太网进行通讯)。从站选用PROFIBUS-DP分布式I/O ET 200M，带2个信号处理模块(DI 16/DO 16和AI 4/AO 2)，从站没有中央处理器单元，各从站之间经IM153接口模块通过DP总线进行连接。组态之后，添加的分布式I/O与PLC站中的本地I/O具有统一的编址。
2.3 上位机
上位机为四台工控机，主机界面设计采用西门子的WinCC组态软件，保证了与工控机的完全兼容。软件集成了组态、脚本语言、OPC等先进技术，提供了Windows操作系统环境下使用各种通用软件的功能。该软件具有适用于工业生产过程的图形显示、控制和报警画面、实时和历史趋势曲线、归档以及报表打印等功能模块。另外WinCC还有对SIMATIC PLC进行系统诊断的选项，给硬件的维护提供了方便。
系统应用程序的开发和运行软件为STEP7 V5.2，它是适用于S7-300/400 PLC系列的编程、组态标准软件包。通过STEP 7 V5.2用户可以完成以下任务:
(1) 网络组态，设置连接和接口;
(2) 组态硬件;
(3) 编写和调试用户程序。
3 网络系统原理
PROFIBUS-DP是一种国际性、开放式的现场总线标准，主要用在工业过程控制领域。参照ISO/OSI参考模型，PROFIBUS-DP中没有第3层到第7层，直接数据链路映像(DDLM)提供易于进入第2层的用户接口，用户接口规定了用户及系统以及不同设备可以调用的应用功能。它是专为工业控制系统和设备级分散I/O之间的通信设计，用于分布式控制系统的高速数据传输,其模块可取代价格昂贵的24V或4～20mA并行信号线。中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备进行通讯，多数数据交换过程是周期的, 主站周期地读取从站的输入信息并向从站发送输出信息。除周期性用户数据外，PROFIBUS-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信，以进行配置、诊断和报警处。
SIMATIC工业以太网是基于国际标准的网络，专为工业应用而优化设计，支持ISO和TCP/IP协议，通过它可快速地建立PLC与PC/PG之间的通讯。产品的开发遵循分布式的“开放式控制结构”，使其具有网络组态简便(即插即用)、通信可靠、网络故障恢复时间短(小于0.3秒)等优点。由于采取全双工共担负荷方式工作，适用于对性能要求高的工业网络，通过切换技术能够可以实现非常庞大的网络结构。
4 网络系统组态
组态之前先要建立一个项目(如Project1)，在项目中插入SIMATIC 300站。
4.1 硬件组态
在HW Config中为 SIMATIC 300站组态硬件，包括机架、电源(槽1)、CPU(槽2)、通信模块(槽4)和输入输出模块。设置集成在CPU上的DP主站接口的参数，并建立要连接到DP主站接口的PROFIBUS网络。
4.2 DP从站组态
以ET 200M站连入DP主站为例。先从硬件中选择接口模块IM153-l，连入DP主站接口的PROFIBUS网络，如图2所示，并设置此DP从站的PROFIBUS地址。地址要和IM153模块上的地址选择开关设定的地址相一致。
ET 200M从站配置有2个信号模块，从ET 200M的DI/DO中找到相应型号模块并加入从站的相应槽中，如图3所示。在使用硬件目录时要确认你是在正确的文件夹中,例如，为ET 200M选择模块应在ET 200M文件夹中查找。添加的分布式I/O与PLC主站中的本地I/O具有统一的编址，因此在程序中可以像访问本地I/O一样方便地访问分布式I/O，在编程时完全不必考虑一个I/O地址在物理上是通过何种方式连接的。
图2 ET200M从站与DP主站的组态
图3 ET20M从站的信号模块组态
4.3 端口设置
(1) PG/PC接口是PG/PC和PLC之间进行通讯的接口，要实现PG/PC和PLC设备之间的通讯连接，必须正确的设置该接口。在控制面板中打开“ Set PG/PC Interface”，选中“S7 OnLine( STEP7)”，再选择网卡类型。然后进入 STEP 7的硬件组态 HWConfig中设置通讯模块的MAC地址，地址为CP343-1标签上给出的物理地址，其格式是一个12位的16进制数 (如:08-00-06-00-44-AE)。另外还需给 PLC分配唯一的IP地址(如:192.168.0. 130 ) 及子网掩码(如:255.255.255.0 )。
(2) 设置PROFIBUS网络:利用图形组态工具NetPro设置括PROFIBUS总线的传输速率、最高站地址、总线行规、总线参数等。
系统组态完成后，应下载到PLC，并调试使硬件之间连通。
4.4 程序的编写和调试
STEP 7是用于S7-300/400创建控制程序的标准软件，编程语言主要有:梯形图、语句表和功能块图。
通常用户程序由组织块(OB)、功能块(FB)。
功能(FC)和数据块(DB)构成。OB1为主程序循环块，是必需的。根据控制程序的复杂程度，对简单程序可将所有的程序放入OB1中进行线性编程，如果程序比较复杂应进行结构化编程，将程序用不
同的逻辑块加以结构化，通过OB1调用这些逻辑块。
对一个实际的过程控制，按照所采用的控制策略编写用户程序，模拟调试后下载到PLC，与实际系统联调，完成相应的控制功能。
5 WinCC监控通讯组态
WinCC提供SIMATIC S7 Protocol suite. CHN驱动程序，此驱动程序支持多种类型的网络协议，通过它的通道单元可以与各种SIMATIC S7-300/400 PLC进行通讯，具体选择通道单元的类型要看WinCC与自动化系统的连接类型。本系统选择工业以太网通道单元，工业以太网是工业环境中最有效的一种子网，它适用与管理层和现场层通讯。
首先添加SIMATIC S7 Protocol suite．CHN 驱动程序，然后在“SIMATIC S7 Protocol Sute”下选择“Industrial Ethemet” 通道单元，打开“连接属性”输入连接名称，在连接参数中输入所要连接的PLC的通讯模块CP343-1的MAC地址， PLC中CPU所在的机架号和插槽号。此处的插槽号应是CPU所在的插槽号，不是通讯模块所在的插槽号。
然后，用户根据具体的过程控制任务，在新建的连接下建立变量，把变量和PLC中所要连接的地址对应起来，与PLC建立连接。最后利用WinCC完成各种显示画面和数据的组态。
6 结束语
本文所建立的现场总线控制网络，通过接入标准以太网，还可以实现远程监控。
该实验装置是根据自动化专业及相关专业教学的特点，基于过程控制基础上集PLC技术、网络技术为一体的先进的实验装置，采用了多种常用控制算法和理论，除包含常见的PID算法外，还增加了模糊控制、人工神经网络控制等先进的控制策略。
WINCC技巧
首先必须在画面中插入报警控件，可以用以下两种方式来确认信息：
可以用如下的函数来确认单条信息：
4版本和低于此版本的WinCC:BOOL OnBtnSinglAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName)
5版本和高于此版本的WinCC:BOOL AXC_OnBtnSinglAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName)
可以用如下的函数确认报警窗口所有可见的报警：
4版本和低于此版本的WinCC:BOOL OnBtnVisibleAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName)
5版本和高于此版本的WinCC:BOOL AXC_OnBtnVisibleAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObje
最好的方式是在WinCC运行画面上做一个按钮，该按钮应该置为密码保护，在该按钮上设置C-action。
低于WinCC V5.0：
#pragma code("user32.dll")
Bool SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code()
HWND handle;
Handle=FindWindow("MCPFrameWndClass",NULL);
If(!SetForegroundWindow(handle))printf("\r\n SetForeground fails");
5.0版本和高于此版本的WinCC：
#pragma code("user32.dll")
Bool SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code()
HWND handle;
Handle=FindWindow("WinCCExplorerFrameWndClass",NULL);
If(!SetForegroundWindow(handle)) printf("\r\n SetForeground fails");
如何在WinCC中读取计算机系统时间？
可以编写如下的C-action：
#pragma code("kernel32.dll");
Void GetLocalTimes(SYSTEMTIME* lpst);
#pragma code();
SYSTEMTIME time;
GetLocalTime(&time);
SetTagWord("Varname",time.wYear );
SetTagWord("Varname",time.wMonth );
SetTagWord("Varname",time.wDayOfWeek );
SetTagWord("Varname",time.wDay );
SetTagWord("Varname",time.wHour );
SetTagWord("Varname",time.wMinute );
SetTagWord("Varname",time.wSecond );
SetTagWord("Varname",time.wMilliseconds );
如何经由Windows对话框设置日期和时间？
可以将修改日期、时间的Windows对话框调出来，调用程序如下：
#include "apdefap.h"
void onClick(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,
char* lpszPropertyName)
{ ProgramExecute("C:\\WIN95\\control.exe timedate.cpl"); }
注意：您在使用此程序时，需根据您的Control Panel安装的具体路径来填写。
如何在WinCC里用C语言调用SQL语言？
1、创建一个SQL文件。
此文件在ISQL中创建，文件内容是所希望执行的SQL语句。
2、在WinCC的C Script中编写程序调用此SQL文件，如以下程序所示：
#include "apdefap.h"
void OnLButtonDown(char* lpszPictureName,
char* lpszObjectName,
char* lpszPropertyName,
UINT nFlags, int x, int y)
{
char*a="C:\\SIEMENS\\Common\\SQLANY\\ISQL-q-b-c
UID=DBA;PWD=SQL;DBF=E:\\testsql\\testsqlRT.DB;
DBN=CC_testsql_99-12-03_12:48:26R;READ
E:\\testsql\\test.sql";
printf("%s\r\n",a);
ProgramExecute(a);
}
下面是一个简单的SQL文件内容：
select * from pde#hd#t#test;
output to E:\\test2.txt FORMAT ascii
注意:文件名及路径中不要带空格。
如何整点启动归档？
在"Global Script"下的Project functions编写函数：cyclicarchive
BOOL cyclicarchive()
{
#pragma code ("kernel32.dll");
void GetLocalTime (SYSTEMTIME* lpst);
#pragma code();
SYSTEMTIME time;
Int t1;
GetLocalTime(&time);
t1=time.wMinute;
if(t1==00)
{
SetTagBit("startarchive",1);
return(BOOL)(GetTagBit("startarchive"));
}
}
在Tagloging中的"Properties of process tag"中的"Archive Tag"tab下的Archiving type选择Cycle-selective，在"Event"标签下的"Start Event"内选择cyclicarchive函数。
如何在按键组合被禁用的情况下，从WinCC运行环境进入WinCC Control Center？
最好是做一个按钮，该按钮需要用用户权限保护，在该钮中编写如下C-action：
低于WinCC 5.0版本：
#pragma code ("user32.dll");
BOOL SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code();
HWND handle;
handle=FindWindow("MCPFrameWndClass",NULL);
If (!SetForegroundWindow(handle))
Printf ("\r\n SetForeground fails");
WinCC 5.0版本以及更高的版本：
#pragma code("user32.dll");
BOOL SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code();
HWND handle;
handle=FindWindow("WinCCExplorerFrameWndClass",NULL);
If (!SetForegroundWindow(handle))
Printf ("\r\n SetForeground fails");
怎样对一个WinCC的项目进行转换?
当对一个V4.X版本的WinCC项目升级到5.X时，V4.X下的项目必须进行版本转换。若使用"交叉索引"编辑器时,必须保证项目已进行了正确无误的转换。
项目转换分下列几步依次完成:
在WinCC资源管理器中,选中图形编辑器,击鼠标右健。
1.全局库的转换
在弹出下拉菜单中选中"转换全局库"条目,系统会自动对全局库进行转换, 转换结束后退出。
2.项目库的转换
在弹出下拉菜单中选中"转换项目库"条目,确认后系统自动对库进行转换。
3.图形画面转换
在弹出下拉菜单中选中"转换画面"条目,在弹出画面按"确认"后,系统自动进行所有画面的转换。
注意：包含有"未定义对象"的画面,如在PC机上未装相应对象服务器的,决不要转换, 否则画面会被损坏。
4.基本数据转换
分屏向导：在WinCC资源管理器中，打开分屏向导(在基本数据项下)的弹出式菜单，并选择"打开"条目。
报警记录向导：在WinCC资源管理器中，打开报警记录向导的弹出式菜单（在基本数据项下），并选择"打开"条目。
我用WinCC Web Navigator时，为什么总是提示错误信息"The maximum permissible number of user is connected to the WinCC-Server"?
您使用WinCCV5/SP1和Web NavigatorV1.0时，您看到以上错误信息，错误原因是：
实际用户数目超过授权数量限制。
措施：升级WebNavigator，使其能支持更多的客户端。
缺少授权，WinCC会提示您所缺少的授权。
措施：添加所缺的授权。
未将"WebNavigatorRT.exe"加在WinCC启动列表中。
措施：将此文件加入WinCC的启动列表中。
#pragma 预处理指令详解
在所有的预处理指令中，#Pragma 指令可能是最复杂的了，它的作用是设定编译器的状态或者是指示编译器完成一些特定的动作。#pragma指令对每个编译器给出了一个方法,在保持与C和C++语言完全兼容的情况下,给出主机或操作系统专有的特征。依据定义,编译指示是机器或操作系统专有的,且对于每个编译器都是不同的。
其格式一般为: #Pragma Para
其中Para 为参数，下面来看一些常用的参数。
(1)message 参数。 Message 参数是我最喜欢的一个参数，它能够在编译信息输出窗
口中输出相应的信息，这对于源代码信息的控制是非常重要的。其使用方法为：
#Pragma message(“消息文本”)
当编译器遇到这条指令时就在编译输出窗口中将消息文本打印出来。
当我们在程序中定义了许多宏来控制源代码版本的时候，我们自己有可能都会忘记有没有正确的设置这些宏，此时我们可以用这条指令在编译的时候就进行检查。假设我们希望判断自己有没有在源代码的什么地方定义了_X86这个宏可以用下面的方法
#ifdef _X86
#Pragma message(“_X86 macro activated!”)
#endif
当我们定义了_X86这个宏以后，应用程序在编译时就会在编译输出窗口里显示“_
X86 macro activated!”。我们就不会因为不记得自己定义的一些特定的宏而抓耳挠腮了
。
(2)另一个使用得比较多的pragma参数是code_seg。格式如：
#pragma code_seg( ["section-name"[,"section-class"] ] )
它能够设置程序中函数代码存放的代码段，当我们开发驱动程序的时候就会使用到它。
(3)#pragma once (比较常用）
只要在头文件的最开始加入这条指令就能够保证头文件被编译一次，这条指令实际上在VC6中就已经有了，但是考虑到兼容性并没有太多的使用它。
(4)#pragma hdrstop表示预编译头文件到此为止，后面的头文件不进行预编译。BCB可以预编译头文件以加快链接的速度，但如果所有头文件都进行预编译又可能占太多磁盘空间，所以使用这个选项排除一些头文件