PLC在焦炉自动配煤控制系统中的应用

面的总体性能要求。

控制层与信息层采用TCP/IP工业以太网通讯，CP343-1以太网模板使S7-300 PLC成为工业以太网的一个节点并通过Siemens OSM TP62光纤交换机建立起PC站对控制层的访问通道，操作站/工程师站配置Siemens CP1613网卡通过专用双绞线与OSM连接，3台OSM交换机通过光纤连接构成一个100M环形的主网，工业以太网适用于大规模数据的交换和远距离传输，是目前实现自动化系统与计算机系统间通讯的理想选择。

OSM具有如下特点：

·通讯可靠，网络出错后可迅速重构（《0.3秒）

·通过集成的冗余管理器可以实现快速介质冗余

·通过100Mbit/s的高速率和负载隔离技术实现网络性能的提升

·冗余环中的通讯速率为百兆，每个环上最多可使用50个OSM

·使用多模光纤的两个模块间的最大距离是3000m

·简单的网络配置和扩展诊断

·24V DC冗余供电

4．STEP7及WINCC编程组态

配煤控制系统以SIMATIC Step7 V5.3和WinCC V6.0为软件开发平台；STEP7编程软件包主要完成S7-300、ET200M类型配置、物理地址配置、硬件组态配置、网络通信端口配置、OB、FB、FC编程等任务，WinCC V6.0是SIMATIC全集成自动化的重要组成部分，它向用户提供了极大的应用灵活性和系统开方性，在工业自动化领域有着广泛的应用，是当今优秀的HMI/SCADA软件。

（1）STEP7编程及硬件组态

PLC软件设计中充分利用STEP7的结构化编程方式，根据不同的需要建立起公共的功能块，经参数传递来反复进行调用，因而整个系统程序层次分明，易于理解和修改。

SIMATIC STEP7 H/W Config中组态配置内容包括：硬件名称和类型选择、模块安装次序、模块I/O地址、GSD文件安装、DP网络参数（主从站地址、传输速率、操作模式）等。

H/W硬件配置如下图所示：

图3：Profibus-DP网络硬件配置图

（2）通信编程

西门子S7-315-2DP CPU作为DP Master站访问各类从站，其通信编程方法有多种，最常用的是在OB1中调用通讯系统功能块SFC14和SFC15来完成从站上的I/O数据的读写访问，本项目中以上主站通信对应的从站类型包含分布式I/O ET200M和调节控制器CFC-200。

CP342-5 作为Profibus-DP主站时，最多可链接 124个从站，和每个从站最多可以交换244个输入字节（Input）和244个输出字节（Output），与所有从站总共最多交换2160个输入字节和2160个输出字节，但其DP通信编程与S7-300 CPU所集成的DP站有所不同，CP342-5为主站其模块内部的数据寄存器与从站的I/O数据区的通讯过程是自动进行的，但必须填写CP342-5模块的硬件起始地址参数，使CPU能寻址到CP342-5位置，这个起始地址就是16进制的CPLADDR参数，它表示硬件组态的PZD起始地址，可在OB1程序中调用功能块“DP_SEND” FC1和 “DP_RECV” FC2，来完成CPU经CP342-5数据寄存器对PKW、PZD的数据交换；本例中CP342-5模块所连接的DP从站为SIEMENS 6SE70变频器 + CBP2总线适配器，MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1其PPO（参数过程数据对象）类型共有以下5种：

图4：CBP2 5种PPO类型

本例中根据实际情况选择类型PPO 4，此类型没有参数数据PKW，只有6个字的过程数据PZD，过程数据主要包含：起、停命令、电流反馈、速度给定及反馈、运行和报警状态等设定值和状态值；但随着今后的发展趋势，西门子将会取消PPO类型，代之以标准报文或自由组态，这样一来参数数据PKW就可以采用非循环方式来访问（DPV1功能），非循环访问不需要组态，用SFC58/59以读/写数据包的形式读/写参数，而过程数据PZD还是采用循环方式传送，这样可大大减轻整个DP网的通信负荷。另外在通信编程必须注意以下几点：

·DP从站 I/O端口映射的I和Q存储区起始地址必须从0开始；

·各个从站I/O端口地址应连续，相互之间不可有空隙；

·功能块FC1和FC2中的发送及接收的数据字节应全部覆盖各个从站的PZD长度；

本项目中MASTERDRIVES 与S7 300 DP通信编程步骤依次为：硬件组态（插入从站）、选择数据格式（PP0类型）、I/Q address分配、创建DB数据块、调用功能块FC1（“SEND”）和FC2 （“RECV”）。见下图功能块调用：

图5：FC1和FC2功能块调用

（3）WINCC应用

运行于Microsoft Windows XP下的Windows控制中心─WinCC V6.0为过程自动化领域中的领导者，作为基础自动化系统重要组成部分，它将人机界面（HMI）系统、监控管理系统和数据库技术集成为一体，它采用标准微软SQL Server 2000数据库进行数据归挡存储，并提供了SIMATIC MES/ERP的高效连接通道。利用WinCC可根