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摘要：由于生产工艺的要求，中国铝业山东分公司第二氧化铝厂生产一直持续进行节能改造扩建，导致原PLC控制系统独立分散，主要有S7-200、S7-300、S7-400PLC控制系统。由于氧化铝生产工艺环节联系紧密，但生产工作岗位不集中，岗位人员重复分散，给生产协调带来很多的麻烦，不便于安全生产管理。
关键词：西门子；PLC；控制系统；应用；分析
引言
为解决公司生产现状，必须改变过去的生产管理控制模式，在原有的PLC控制系统不进行大规模整改的情况下，生产人员和设备配备都要整合集中管理，PLC控制系统也要集中控制统一协调生产。
1.西门子PLC历史
一是西门子公司的产品最早是1975年投放市场的SIMATICS3，它实际上是带有简单操作接口的二进制控制器。二是1979年，S3系统被SIMATICS5所取代，该系统广泛地使用了微处理器。三是20世纪80年代初，S5系统进一步升级——U系列PLC，较常用机型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。四是1994年4月，S7系列诞生，它具有更国际化、更高性能等级、安装空间更小、更良好的WINDOWS用户界面等优势，其机型为：S7-200、300、400。五是1996年，在过程控制领域，西门子公司又提出PCS7（过程控制系统7）的概念，将其优势的WINCC（与WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工业现场总线）、COROS（监控系统）、SINEC（西门子工业网络）及控调技术融为一体。
2.硬件设施
2.1SIMATICS7-1500CPU
SIMATICS7-1500CPU是集高性能、高效、开放性于一体的高级控制器。CPU最快位处理速度达1ns,采用百兆级背板总线确保极端的响应时间。强大的通信能力，CPU本体支持最多三个以太网网段，支持最快125us的PROFINET数据刷新时间。集成标准化的OPCUA通信协议，连接控制层和IT层，实现与上位SCADA/MES/ERP或者云端的安全高效通信。通过PLCSIMAdv可将虚拟PLC的数据与仿真软件对接。虚拟调试提前预知错误，减少现场调试时间。
2.2S7-300通信
对于此通讯模块，还是与S7-200不同，主要选择CP343-1，如果应用此通信模块的话，要将原系统中的CPU通讯参数进行更改，已适配现有通信模块。方法就是打开相应的操作系统，选定原来的操作程序，在此菜单中选择HardWare编辑器，将其中的CPU属性包括PG/OP/S7这三方面进行更改，其中PG和OP在不做替换时系统默认为1。将以上参数进行更改，就是为了保证整体系统的监控能够正常运行，同时保证数据通信中的传输安全和有效。PG是指通过Step7进行连接的模块。不论是用台式机还是笔记本，甚至是只应用服务器，只要有一个Step7模块，PLC系统就会占用一个PG连接端口。
2.3S7-400通信
此通信模块主要选择CP443-1但是此通讯模块的CPU连接上，对其数量并没有限制作用。主要是注意要在此模块通信设置上，将TCP/IP通信进行统一设定，并将IP地址和子网掩码相应设置，就能实现通信。所以S7-400系列是在所有的硬件配置中，最为方便的一种选择，他在整合时进行的改动较少，对工作量要求也比较少。
4.西门子PLC结构
4.1整体式
整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内，该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。控制点数不符合需要时，可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。
4.2组合式
组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的I/O模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块。模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。
5.软件设施
5.1基础设置
其中WinCC这款软件主要的功能就是可以实时监控整个系统，并对产生的可能危害进行报警、预防，而且可以通过此款软件查看系统的历史操作情况，以及未来进行的操作和整体报表等权限。应用此款软件，需要将每个操作基站的IP设置在一个网段之内，而TCP/IP通信设置为IP地址，其他都不需要做任何改动。而在中心控制室中，需要在桌面的控制面板上，找到PG/PCInterface，双击此软件，将其中的参数选择TCP/IP设置即可。而在通信设置的环境中，需要添加新的变量管理来进行整体连接，选择的是OPC.chn。再将这些安装完成之后，要为TCP/IP设置参数，在系统默认的CP类型，就是TCP/IP。将所有的参数设置完成后，就要在管理下TCP/IP管理下新建一个，其中每一个PLC系统都要建立一个新的链接，才能使用。而其中的连接属性可以参考，上文中的S7类型中的数据进行参考配置。
5.2结构设置
我们可以巧妙的利用结构变量，这样就可以达到批量的进行设置变量的目的。而不需要繁琐的手动添加，这样做可以节省很多系统时间。但是也有要求，那就是在整体系统中的DB模块中，在建立变量的时候，要遵循一定的规律，才可以使用此结构变量。在进行窗口控制时，可以制作一个，而不像原来那样每个控制窗口做一个，如果像原来那样，窗口太多，进行控制子窗口时，需要连接的变量就会相应增多，增加了系统工作量，使系统效率大大降低。在进行结构变量的建立时，类型设置为NewStructure，而且要根据具体情况，对应建立变量。设置完成后，每个TCP/IP才可以进行变量设置。
总结
PLC应用在集中控制系统中，实现了工厂操作的现代化和科技化，使工厂更加机械自动化。减少了工人数量，为工厂节约开支，降低了企业成本，可增加企业的经济利润，而且使用PLC集中操作系统可以增加各设备的操作效率。在系统磨合结束后，运行稳定的情况下，如果操作员的操作可以使系统协调配合，可以大大的提高工厂生产量，为工厂增加优势，减轻了工厂的劳动度，提高了整体的协调性，为公司带来更大的经济效益。
参考文献
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