关键词:电气实验室；PLC；PROFIBUS；变频器；OP面板；电动机
0前言
我厂为热轧成材线，对设备运行的可靠性和稳定性要求比较严格。在现场大量应用了S7-300PLC和S7-400PLC作为控制核心，在传动方面大量采用了西门子6SE70系列变频器作为传动的控制单元。这个高技术含量设备的大规模应用大大提高了生产的可靠性和稳定性但同时对设备维护人员的素质要求也相应提高。针对这一形势我们建设了此电气试验室目的是为了维护人员能够利用此实验室熟悉PLC和变频器的现场应用技术以及提高对新技术设备的维护能力。
1实验系统配置
SIMATICS7-300为一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其在生产制造工程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点。本系统采用了型号为CPU315F-2DP的PLC,它是故障安全型CPU，带有PROFIBUS-2DP主站/从站接口，可以组态为故障安全型自动化系统，满足安全运行的要求，不需要对故障I/O进行额外的布线，使用PROFIsafe协议的PROFIBUS-DP实现与安全有关的通信。
2工业通讯网络的配置
2.1PROFIBUS-DP
PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖与设备生产商的现场总线标准，广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS现场总线技术在过程和制造工业的应用中，能节省大量线缆、槽架、连接件，减少了系统的设计、调试、维护时间，方便地实现了现场控制设备之间以及设备与控制管理层之间的联系，为控制信息进入公共数据网络创造了条件。
2.2PROFINET
PROFINET由PROFIBUS国际组织(PROFIBUSInternational)推出，是新一代基于工业以太网技术的工业自动化通讯标准。完全兼容工业以太网和现有的现场总线技术。PROFINET解决方案囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化，故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题。因此，PROFINET技术的出现，将为工业自动化领域提供一种全新的通讯解决方案，即整个工厂全部使用一个网络连接在一起。在本实验台中可以将PC、PLC、分布式I/O、变频器全部通过PROFINET连接起来，进行实时控制。
3、试验内容及方法
3.1PLC控制技术实验
在PLC控制技术这门课程的实验中，我们采用了一套气动物流传送装置作为控制对象(如图1所示)，维护人员可以用Step7软件编写程序，测试设备的I/O地址，练习一些基本编程语言并熟悉软件本身，最终会用顺序功能图(SFC)的方法控制一个顺序动作，并模拟实际工厂的流水线，设置单步运行、自动运行、紧急停止、复位等功能。从而使维护人员掌握怎样用PLC控制一个实际的对象。
3.26SE70系列变频器实验
通用变频器实验学习6SE70些列变频器的结构、工作原理。整流、逆变电路的基本组成工作原理。三相异步电动机的基本原理与相关公式。调试软件DriveMonitor的使用。变频器的调试步骤。接线端子的接线原理图及相对应的功能。功能框图的阅读和分析。变频器相关PKW与PZD的用法。利用示波器测量电压、电流以及编码器的波形。
3.3WINCC试验
WINCC试验学习内容WINCC软件的安装方法。WINCC画面的制作方法。WINCC中变量的类型，各控件的使用方法以及与各变量类型的连接方法。WINCC与PLC的连接方法和通讯方式。WINCC读写操作PLC内部数据的方法。WINCC与PLC配合实现动态监控画面的制作方法。
3.4工业通讯实验
配合现场所应用到的工业通讯，我们制定了具体的实验内容，使维护人员了解不同的方法搭建工业网络并控制被控对象。最基本的如何进行两个PLC之间的MPI全局数据包通信，如何通过PROFIBUS和PROFINET连接组态硬件。有了这些基础后，我们将触摸屏通过PROFIBUS与PLC相连进行通讯，又通过PLC编程实现了利用西门子OP17B面板来控制工业全自动混料装置的操作和模拟演示。触摸屏的控制界面是维护人员通过PROTOOL来完成的。
图1触摸屏界面图2WINCC控制画面维护人员还学习使用Starter软件通过RS232接口用PC机来直接控制变频器，改变交流异步电动机的转速，并在此基础上学习用WINCC控制画面来实时控制变频器。
4结语
电气试验室的组建使维护人员在掌握单个PLC技术和6SE70变频器技术的基础上，又进一步将控制技术和通信技术整合在一起，并充分利用资源，研究了更多的现场应用技术。维护人员通过在此电气试验室中进行的设备研究工作大大提高了维护人员在西门子S7系列PLC和6SE70系列变频器方面的维护能力。