6ES7231-7PC22-0XA0选型说明

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**化正在从根本上改变行业**者如何制定商业目标。这些目标包括，提升工厂和设备利用率，产量，产品质量，可用性，安全性，以及带来绩效，较大地影响自动化的资本。自动化供应商，特别是PLC和基于PLC的PAC供应商在这样的环境中发展形势看好，这些产品被广泛地应用于工业领域，帮助企业面对提高生产力，降低产品成本，降低工厂运营费用以及提高率。

PAC产生的背景

目前很多现代化的工业应用需要更多的功能要求，如网络连接、设备互用、企业数据集成等，这些都远远**过了传统的、基于离散-逻辑控制的PLC所能提供的功能。想要基于PLC的系统实现这些功能，必须用单独的处理器、网关或转换器、运行于独立PC的软件中间件以及企业系统级的**软件进行综合系统集成。

然而，随着工业用机器和工厂系统的复杂性的增加，PLC已经很难而且也不可能成为完成所有自动化任务。现在的自动化系统已经追赶了PLC的功能范围，使得工业机器领域的工程师必须在自动化系统中集成更多更先进的I/O、处理和控制策略。

新的可编程自动化控制器（PAC）硬件系统就是这样一个非凡的PLC系统扩展方案，能够很容易整合到PLC系统中，给工业机器增加多的先进功能，并提高机器的效率。

不过PLC历史已久，在1969年就已问世，当时PC技术尚未成形，制造现场的整合概念也不多，因此自动化系统多为单独运作（StandAlone），1980年PC技术开始起飞，PCBased在20世纪末期开始跨入自动化领域，由于PC已是企业作业的标准平台，利用PC的高相容性来将作业现场与企业e化系统整合，已成制造业系统建置重点之一。

PCBased在自动化应用初期被PLC阵营高度质疑，至今市场上仍有相关疑虑，主要问题有三点：

1.稳定性─PC作业系统向来给人稳定性不足的印象，不能做为控制之用。

2.可靠性－PC使用非工业强化元件，容易发生当机的情形。

3.程式设计环境不熟悉－工厂操作员必须有能力掌控系统，以便进行维护或故障排除。使用阶梯逻辑时，他们可以手动强迫1个线圈到达需要的状态，并迅速修补受影响的程式码，以便迅速控制系统，但是PC系统要求操作员学习更新、更高阶的工具。

不过在整合层面的考量下，也有工程师将PLC配合PC使用，以进行资料记录、连接至条码扫瞄器、将资料加入资料库，以及将资料公布至网站之故。这种架构较大的问题在于，这些系统往往难以组装、故障排除及维护。系统工程师往往必须处理整合不同厂商间的软硬体，然而这些设备在设计时并未考量到整合面，因此在系统整合时会遇到相当大的问题。

PAC的五大控制特性

为解决PLC与PCBased的整合问题，美国研究机构ARC提出了PAC架构，PAC英文全名是AutomationRebbbbbbCorporation，中文则是可程式自动化控制器，美国国家仪器（NI）指出在ARC透过软体功能的定义，来列出PAC的五大控制特性，包括：

1.多领域的功能性。在1个平台上至少有2种功能，包括逻辑、运动、PID控制、磁碟以及处理，除了部份在I/O上做变动以配合特殊协定之需要外，逻辑、运动、处理，以及PID，都只是软体的1个函数。

2.单一的多元化开发平台，结合一般标签及单一资料库，以存取所有的参数及功能。由于PAC是为了高阶应用而设计的，因此它们需要更先进的软体。为了让系统设计更有效率，软体必须是一款单一整合软体套件，而不是未经处理、无法合作无间的分散式软体工具。

3.透过处理跨越多部机器或处理元件之资料流，并配合IEC61131-3、使用者导引，以及资料管理，使之能够完成设计的软体工具。另外一个简化系统设计的元件是高阶图形化开发工具，它能够轻易将工程师对于过程的概念转变成实际控制机器的程式码。

4.反应出工业应用环境的开放、模组化架构，从工厂中的机器配置到处理厂中的元件操作皆含括在内。由于所有工业应用都需要大量的自订功能，因此硬体必须提供模组化功能，工程师可以选择适用的元件。软体必须让工程师能够增加及移除模组，以设计所需的系统。

5.采用实质标准做为网路界面、语言等，例如TCPIP、OPC&XML以及SQL查询。对于现代控制系统而言，和企业网路的通讯是非常重要的。虽然PAC含有乙太网路连接埠，但是通讯用软体是与机构其它部份顺利进行整合的关键。

PAC融合PLC与PCBased两种技术，在PC层面，会大量应用嵌入式技术，拥有使用软体来定义硬体的能力就是其一，PAC将采用FPGA作为控制元件，FPGA是消费性电子厂商用来制作客制晶片常用的电子元件，可使设备中重设组态逻辑电路，执行多种功能，用于连接功能区块的可程式接点，以及将资料输入及输出晶片的I/O区块。只要定义可重设组态逻辑电路的功能，以及彼此之间和I/O间的连接方式，电子设计者就可以创造客制晶片，而不需要生产客制的ASIC。FPGA就像拥有1部可以重新布署内部电路以执行特定应用程式的电脑。

过去只有熟悉低阶程式设计语言（如VHDL）的硬体设计师才能运用FPGA技术。但之后系统控制工程师可以利用PC软体撰写程式如NI的LabVIEWFPGA来建立客制控制运算法，将下载至FPGA晶片。此功能让工程师得以将执行上对时间较度要求的功能结合至硬体中，例如极限开关及邻近感测器的侦测以及健康状态监视的应用等。由于控制程式直接在晶片中执行，因此工程师可以迅速建立具备客制通讯协定或高速控制回路的应用程式。

有业内人士在谈到价值时表示，PAC的所有部件均按软件和硬件集成较灵活、较方便、成本较低为出发点，因此它是跨机械自动化、电气自动化、仪表自动化、计算机等专业的。这些特点使较终用户获得以下收益：设备的生命周期成本较低，资产的率提高，资产所有者总成本下降。

虽然部份PLC厂商认为，PAC仍属于PCBased产品，只是换了另一种包装，但就市场整体面来看，PAC的确已逐渐成形，包括西门子在内的大厂，均已纷纷推出产品，未来嵌入式技术将会被大量应用在PAC，成为自动化系统的重要技术之一。

PLC和PAC的功能比较与性能分析

PAC与PLC广泛应用于工业自动化中，两者孰优孰劣，下面从成本，高级功能，外形结构，控制器，I/O和软件等几个方面的特征作分析。

1、成本-哪种更经济

采用了单一的控制器节省了成本。它具有单一的控制器和机箱，可用于处理数字和模拟I/O，具有运动、视觉功能和模块化仪器，因此不再需要花钱购买多个控制器。正因为如此，如果需要控制系统具有多种功能，如视觉或模块化仪器，那么采用PAC将是较为经济的选择。

2、多功能实时控制的高级功能

过程控制进行优化的高级控制

由于能源或材料的成本很高的，对过程控制来说，工程师往往要对PID控制算法要进行优化，以较大程度地减少浪费。这些算法常常采用如模糊逻辑或神经网络等控制设计技术，从而可以较大限度地降低过程控制的稳定时间。传统的PLC所能实现的PID控制算法并没有为特定的过程控制进行优化，若采用高级的控制算法不仅需要强大的浮点处理器，而且还要占用大量的内存，但若使用PAC平台则可以满足过程控制进行优化的要求。

监控的实时分析

对机器运行进行监控的系统中，需要实时采集来自模拟或数字I/O通道的数据，从而能有效地检测故障状态。则可能需要进行实时的阶次跟踪和振动分析等复杂工作才能有效地检测机器的状况。然而对于这些应用，则可以使用PAC的平台来进行实时地分析工作。

控制系统与数据库和网络连接

利用来自厂房内的实时数据，操作人员可以在控制室内根据所得的信息制定决策。然而，要使控制系统具有输出现场数据的功能是很困难的。企业系统一般采用标准的ODBC，ADO和XML以获得来自自动化系统的数据。PLC只能通过标准的OPC进行通信，这意味着需要增加一台PC来采用OPC获取数据并使用如ODBC（开放数据厍互连）、ADO（数据自动化设计）和XML（可扩充描述语言）这样的标准把数据传送给企业。为了能有效地把现场数据传送到ERP系统中，控制系统必须能直接和外部数据库通信，据此，完全可以使用PAC来完成这些工作。

网络传送数据对数据加密

在把控制系统与数据库和网络连接时，是需要考虑安全问题的。出于安全的利益，许多厂商选择不把自动化系统和企业数据库相连，但是对于大多数厂商而言，连接所带来的好处要远大于安全方面的顾虑。尽管可以对PLC加锁来防止他人入侵工厂的网络，但是由于PLC通过以太网发送非加密包，所以它并不适合用于防止入侵。PAC在通过网络传送数据时，可以对数据加密。尽管目前这还不是需要考虑的**因素，但是在将来它将是厂房内分布式系统采用PAC的主要原因。

多种速度与多个循环的确定性应用

PLC只能以固定的速度运行，而且它并不是为能以不同循环速率独立进行处理所设计的。但如今，复杂的控制系统中常需要多种速率的确定性应用，它需要有多个循环，每个循环以不同的速率运行。这就要求能进行并行处理，而只有在PAC上运行的操作系统才具有这样的特性。

3、灵活坚固的结构

适合于工厂环境

选择PLC的一个常见原因是它能在工厂的环境下正常工作。然而，绝大部分PLC是安装在向列箱内。然而在这样的环境里，PXI平台附加的冷却装置，坚固的外表面和增强的抗冲击和振动指标都使系统具有和PLC相同的可靠性。

很强的扩展功能

工程师很希望使用柔性的自动化系统来满足不断更新的要求，所以他们需要控制系统具有模块化、灵活性和伸缩性。PLC系统由于受到了I/O的限制，只能在数字和运动方面具有伸缩性，而PAC不仅具有PLC的伸缩性，而且您还可以在系统上增加视觉，模块化仪器或高速模拟I/O。也可以通过以太网来使用多个PC并根据需要增加或减少PC的数目。

更新或更换模块方便

对于现场工程师而言，较大限度地减小故障时间是非常重要的。在对控制系统进行更新或更换I/O模块时，需要能较大程度地减少更换或增加模块的工作量。PAC的模块化特性满足这方面的要求。

4、控制器

具备Pentium4处理器与G字节容量的RAM

由于采用了现有的硬件来构建基于PAC的系统，所以PAC控制器可使用Pentium4处理器并具备G字节容量的RAM，这样可满足对机器高速状态进行监控时需要高速的处理器和大容量内存的要求。

信息存储功能

PAC则可以根据*的时间、方式和数据格式来记录数据。如果无法保存和查看历史信息，那么信息还有什么用呢？而PLC传统上就缺乏数据记录的功能。

数字I/O可以提供24V的电压，高达500mA的驱动电流和光学隔离

传统上，PLC平台的数字I/O只能为工业传感器和激励器提供标准的电压驱动电流。然而，新的如N1651x系列模块的数字I/O则可以提供24V的电压，高达500mA的驱动电流和光学隔离，并且它还具有看门狗定时器，可编程电源启动状态，用于提高安全性和可靠性的输入滤波器等特性，而成本只有每通道5美元。

模拟输入速率可高达每秒200M

目前某些PLC也具有模拟I/O模块，但是它们的编程十分复杂而且不适合用于高分辨率和大数据量的应用。而PAC所提供的模拟输入速率可高达每秒200M并具有24位的分辨率，这主要由于PCI总线技术速度快的原因，故可采用基于PC平台来提供模拟I/O。

高达8轴的运动方式

在各种平台中，特别是当您需要**两轴运动方式时，软件起着主要的作用。在PXI平台上的运动控制器可以提供高达8轴的运动方式，而且可以使用NI运动助手对系统进行轻松地配置。

视觉应用

速率是在PLC平台上提供视觉功能的较大障碍。目前，无论是要自动监测零件还是检验的包装，都可以在PXI平台上使用用于视觉应用的模拟、数字和FireWire摄像机。可以在控制程序中集成多种视觉算法，如模式匹配，光学字符识别，颜色匹配，规格和颜色检测。

通过各种工业化的现场总线提供互联

和PLC类似，PAC可以通过各种工业化的现场总线提供互联，如FOUNDATIONFietdbus，DeviceNet，CAN，Modbus，Ethernet，Profibus，串口等。PAC不仅能作为分布式I/O模块的主控设备，而且也可以作为从属设备添加到已有系统中。

5、软件

实时操作系统

在PAC平台上可以使用如RTLinux，PharlapETS，QNX和VxWorks这些实时的操作系统（RTOS）。一般来讲，实时系统的编程很困难，但是使用如LabVIEWRT这样的软件可以变工程师开发实时系统的方式。现在工程师可以把bbbbbbs上开发的程序下载到实时运载平台上，如PXl控制器。

HMI（人机接口）的图像显示

特别是在混杂和过程控制工业中，大多数控制系统需要一个能连接控制系统的人机界面。一个HMI（人机接口）由一个触摸屏组成，它可以包含一个嵌入式控制器也可以没有。由于基于PAC的系统考虑到了用于I/O的相同控制器的使用，所以也就不需要添加额外的嵌入式控制器来实现HMI的图像显示。

容易的开发环境

虽然传统的梯形逻辑编程非常适合于数字I/O的编程，然而对于处理模拟I/O、运动或视觉这种编程方式则十分麻烦。PAC可以用通用的语言编写控制程序，为您提供了很大的灵活性，这些通用语言包括C，C，VisuaIBasic，LabVIEW甚至是传统的梯形逻辑。

从上看出PAC与PLC功能之差异，其PAC可执行较多的高级任务；

实时的振动分析、图像处理.运动控制和CAN；

执行自动调节的PID控制，或可调增益的PID控制.模糊逻辑；

使用内置Web服务器、FTP服务器和e-mail功能进行通讯。

由于PAC能为您增加所需的PC功能以用于高级控制，实时分析或连接企业数据库，而且同时保持了PLC的可靠性。如果您不只是需要集成数字I/O和运动控制，或者需要更快的计算机处理能力的话，PAC可能是非常好的选择。为此，当今的工程师除了PLC控制外，其PAC不失为是一种较佳选择，它正**自动化领域，而PAC概念将在当今和未来的工厂自动化中发挥重要的作用。

未来相当长时间内PLC仍是主流

在用户和系统集成商之间，对于PAC的批评声也不绝于耳。有人说，PAC相对于PLC来说价格高、可靠性低、可扩展能力差；还有人认为，PAC并没有真正针对某种迫切的或潜在的市场需求，因此不免曲高和寡。许多工业用户认为PLC简单适用、价格低廉、稳定可靠，大概可以满足80%的工业控制要求。

其实早在20世纪90年代中期，PLC技术就曾面临软PLC/制技术的挑战，因此曾有人预言它将逐步退出工业自动化的历史舞台。而事实恰恰与之相反，过去10年内，**小型和小型PLC的性能获得了较大的提高，产量也大幅增长。

由于纯逻辑控制和顺序控制还有很大的市场，因此有*认为，PAC很难取PLC而代之。高端PLC尽管受到PC和较近几年出现的PAC的频频挑战，但根据自身技术和产品的发展需要，通过全面引入计算机新技术和信息技术，PLC在工业控制中的核心地位依然不可动摇。PLC、PC和PAC会在很长一段时间内，都共处于自动化市场，各有各的市场定向，PLC仍居主要地位。

但对于PAC的出现对于工业自动化领域的积极意义，业内人士也表示，PAC的技术发展趋向，如统一的多专业开发平台、通信技术等也会对PLC的技术发展施加有益的影响。

长期以来，工业控制一直是PLC的主要应用领域，随着技术发展，PLC开始应用在生活领域的各个方面，下面就一起看看PLC今年来新兴的应用领域吧！

(1)近年来，和利时矿用PLC产品的不断推陈出新，以其可靠性、高性能等优势得到了用户的广泛认可。和利时矿用PLC产品大量应用于低压馈电开关、高压配电装置、组合开关、负荷中心等产品，正逐步替代单片机保护器和普通PLC类产品，装备和利时矿用PLC开始成为一些矿用设备公司产品的卖点和优势。

(2)利用PLC来开发新型的集热式太阳能热水器，可以克服传统的太阳能热水器存在受气候影响大、水温不稳定等缺陷，还可以对多个用户集中供水。采用西门子S7-200系列PLC进行控制操作，配合相应的温度、液位和流量传感器及PLC的模拟量输入扩展实现对集热式太阳能热水器中水温、水位和流量的控制。同时，PLC与西门子文本显示器TD400集成，实现人机交互界面，对集热式热水器内部的水温和水位进行实时在线显示和设置。

(3)随着科技的发展和社会的进步，自动门在日常生活中也得到了广泛的应用。过去的自动门系统一般采用逻辑控制模块控制，因故障、可靠性低、维修不方便等原因而逐步被淘汰。在自动门控制系统中选用三菱PLC作为控制器，以一个发射的超声开关和一个接收的光电开关作为此系统的输入设备，两套不同的传感器输入控制信号给PLC，利用PLC对系统的编码表、I/O分配表和自动门的动作过程等实施控制，从而实现控制门的开放或关闭(上升或下降)。

其他还有很多新应用领域如：物联网，**，新能源发电，智能楼宇电量采集，医疗系统配电电源等，就不一一列举了。

贵阳市南供电局110kV观水变电站是贵阳市南明区的主要供电站，变电站用配电盘运行的稳定可靠性直接影响到向整个区大部分的生产、生活供电，原用的配电盘系统功能简单、自动化程度不高、控制方式落后，对供电局实现无人值守变电站和配网自动化带来很多不变，也不能时刻保证城区电网供电的电源质量。因此，2005年5月对该配电盘进行了设备改造，改造以西门子公司的S7—200PLC做控制中心，TP270做监控操作中心，其它配电设备和监测设备均采用国外**厂家产品。

新的配电盘通过电压监测模块监测1、2号变电站站用变压器的供电情况，由PLC控制ATS开关（Automatic Transfer Switch）进行自动投切和互投操作，馈线监测模块将馈线装置的状态、动作及多种电能参数进行监控，确保变电站的各辅助系统稳定运行，所有装置的操作、运行情况和电能参数通过PLC在TP270上得以体现和记录，并通过RS-485或LAN将各种信号传送到供电调度中心和中心，以便及时进行供电调度和设备检修。

设备改造中使用了西门子公司的224XP-CPU、TP270人机界面、EM221数字量输入模块、EM222数字量输出模块和CP243-1以太网通讯模块。

应用S7-200PLC升级过后的变电站站用配电盘（智能配电屏），改变了以前电能数据采集麻烦、运行方式单一、必须现场手动操作等问题，现在除了保留必须的手动操作方式外，根据运行方式PLC能控制ATS开关任意切换在电源I或II上运行，当运行电源进线失压时，另一电源进线能可靠自投或恢复，同时可进行远程操作，解决了目前ATS产品控制投切不准确，操作方式单一和远程控制的问题。改造以前的配电盘上有着各种电能仪表，现在只需一块多功能仪表就能完成电压、电流、频率、有功功率、无功功率等各种电能参数的监测、采集和数据分析，还有谐波分析、模拟量和报警输出等功能。站用配电屏还能监控每一馈电回路的电流和工作状态，整个配电盘的任何一个动作、操作和故障报警都及时显示并储存在TP270上，通过MODBUS总线可以把这些数据传到附近的控制中心，也可以通过以太网将数据传到数公里之外的调度中心，以便于进行更好的运行维护和管理。

在设计过程中较大的问题就是如何将智能仪表的数据通过S7-200PLC读到TP270上。本系统中的智能仪表用的是MODBUS_RUT协议，只能做从站使用，也就是说S7-200PLC必须做主站去读取仪表的数据，在现行的资料中只有S7--200PLC做MODBUS从站的资料，要S7-200PLC做主站就只有自己编写用自由口做MODBUS主站的程序，由于仪表提供的数据较多且数据地址分散，再加上要求每秒刷新一次，还要做数据的CRC校验，编写这样的通讯程序是有一定难度的，如果逐一地址的编写程序，那么程序就会过长，会影响总循环时间，不但做不到1秒钟刷新一次，可能还会引起端口发送、接收冲突和CRC校验出错，经过反复的研究实验，最后在程序中采用了用计数器来轮询地址的方法，从而减少了程序量和总循环时间。部分程序如下：（OB1主要功能为初始化端口为自由口，初始化发送和接收的数据格式，设定轮询时间，轮询和中断连接；SBR5和SBR6做发送和接收数据的CRC校验，CRC检验主要通过字节异或循环，移位循环和公式异或做发送数据的CRC校验；中断1为接收数据；中断2对接收CRC校验结果验证）

1引言

随着国家节能减排政策的提出和工业自动化水平的提高，以及越来越多的厂家要求尽量降低设备的损耗，进而适当减少设备维护费用，如何合理的使用、维护设备已成为关键，而单纯的采用人工方式记录设备故障、设备使用时间，以及人工切换设备已经不能满足上述要求。本文以某煤矿空气压缩机远程监控系统项目为例，采用西门子s7-300系列plc作为数据采集和控制单元，上位机用西门子wincc进行画面及参数显示，从plc到中控室工控机采用ethernet协议进行通讯，现场使用触摸屏显示控制画面及参数，操作人员可在中控室或者现场触摸屏上发出控制命令。

2原理分析

该项目利用空气压缩机给煤矿井下提供气体压力，推动气动设备的运行，要求管道内的压力维持在一定的范围内，较好不好过压或者欠压，以免造成能源的浪费或者现场设备无法使用。由plc采集空气压缩机的参数，比如温度、压力、运行时间、故障等，上传到中控室上位机和现场触摸屏，并接受操作员发出的控制命令，再将相应的命令传给空压机，以实现控制功能，并做出相应的报警指示。

3系统设计及实现

该系统主要由空气压缩机、plc、i/o模块、现场触摸屏、上位机人机界面、网络通讯等部分组成，系统整体架构如图1所示。

3.1空气压缩机

采用上海申行健有限公司的螺杆式空压机，它具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。由于其针对维护专门的设计，使得停机时间和维修费用大大减少。并且此空压机上装有智能控制系统，控制菜单简便易用，并配有支持网络通信的485接口，供外部控制系统与其通信，采集空压机的温度、管道压力、故障信息等，还可以接受外部控制系统的控制命令，设置相应参数以及启停空压机。

3.2i/o模块

本系统中需要控制空压机电源的接通与关断等，故需用到数字量输入模块，数字量输出模块，由于本系统采用西门子s7300系列plc，所以也需订购相应的300系列的di，do模块，型号分别有di模块sm321（订货号为6es7321-1bh02-0aa0，di16ⅹdc24v），do模块sm322（订货号为6es7322-1bh01-0aa0，do16ⅹdc24v/0.5a）。另外控制柜上安装有转换开关，可以选择在本地或者远程控制该电源的接通与否，该转换开关作为输入信号，接入plc的di模块。

3.3plc单元与网络通讯单元

本文利用中小型的西门子s7-300系列plc即可完成空压机参数的实时扫描和运算，并传送信息到中控室上位机以及现场触摸屏，另外结合操作人员在上位机和触摸屏发出的控制命令，对空压机的启停等进行控制。s7-300系列plc采用模块化设计，具有模块扩展和功能配置简单等特点，可以根据不同的需要灵活组合和扩展。此处选用315-2dp型号的cpu，此cpu集成有mpi和dp通信接口，有很强的通讯功能。

从现场plc到中控室工控机距离很远，此处采用ethernet协议进行网络通信，所以还订购了以太网通讯模块（cp343-1），其具有rj-45接口，通过光纤链路模块经过光纤连接到中控室所在的以太网，将plc到的信息上传到上位机，并将上位机发出的控制命令传送到plc。

通过plc cpu上的profibusdp接口，连接到profibus转modbus协议转换模块（pb-b-mm），再连接到两台空气压缩机以及控制柜上多功能电力监测仪表的modbus接口，来读取空气压缩机的运行参数和多功能电表的电流电压功率等电力状态数据，以及向空压机发送启停命令等。

触摸屏采用纵横科技的tpc070td触摸屏，它两个com口，其中一个是rs232口，另一个即可当做rs232，又可以用作rs485来通讯。同时还带有两个usb口，一个10m/100m自适应rj45以太网接口。此纵横科技的触摸屏是一套以嵌入式低功耗cpu为核心的高性能嵌入式人机界面，采用7英寸高亮度tft液晶显示屏，四线电阻式触摸屏，同时还预装微软嵌入式实时多任务操作系统wince和免费捆绑hmibuilder嵌入版组态软件无线点。

从plc到触摸屏的通讯采用mpi网络，使用西门子**的pcadapter连接电缆，连接cpu的mpi端口和触摸屏的rs232口（笔者认为此处也可以选用以太网通讯方式，通过300系列的以太网模块连接触摸屏的rj45接口，但实际使用情况未采用，可行性有待试验确定）。

3.4人机界面（hmi）

人机界面在工控机上采用西门子wincc组态软件，用来显示空气压缩机的所有参数信息，故障报警信号，以及主电源三相电流的大小，电压的大小，还有控制回路上的交流接触器的吸合状态等等。必要时操作人员还可以从上位机发出控制空压机启停，主回路接触器吸合断开的命令，让操作人员可以在中控室直接手动控制现场设备。在上位机服务器上，记录着各种报警信息及故障发生时的详细信息等，可按时间进行查询，并根据需要进行打印输出。

触摸屏的画面组态由生产厂家自己开发的hmibuilder软件来编辑形成，在其画面上也有基本相同的参数信息，报警信号，以及温度曲线等，也可以从触摸屏上发出相应的控制命令。触摸屏部分画面如图2所示。

wincc提供在工业上用于图形显示、信息处理、归档和报表的基本功能模块，还提供用户文档、过程控制软件包和开放开发工具等可选软件包。其强大的驱动程序接口、快速图形更新和安全归档功能具有很高的可能性，结构化的数据存储方式保证无论是组态生产的数据和运行过程的数据都可准确无误的读取。

4程序设计

plc编程软件使用西门子**的编程软件step7，它是基于bbbbbbs 2000/xp或者bbbbbbs server2003的为s7-300/400 plc配置和编程的标准软件包。通过step 7用户可以进行系统配置和程序的编写、调试、在线诊断plc硬件配置状态、控制plc的运行状态和i/o通道的状态等。

根据厂家要求，plc需要完成对空压机的本地和远程控制，并且默认情况下是本地控制，只有在本地触摸屏上点击远程控制按钮后，设备的控制权才转交给远程上位机来完成。现场有两台相同的空压机，为合理利用设备，避免因长时间使用同一台空压机造成机器的损耗，要求程序进行定时切换工作，即每隔12小时自动切换两台空压机的主从关系。同时为保证管道内达到要求的空气压力，需要实时采集压力参数，当压力值低于一定水平时，同时开启两台压风机，当压力值**一定水平时，关闭辅助的空压机。当有故障报警时，自动关闭空气压缩机，并在触摸屏及上位机显示报警信息（见图3）。