西门子6ES7321-1FF10-0AA0供应

西门子6ES7321-1FF10-0AA0供应西门子PLC基本指令功能介绍

一、标准触点 LD、A、O、LDN、AN、ON、 

LD，取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。

LDN，取反指令。表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。

A，与指令。用于单个常开接点的串联。

AN，与非指令。用于单个常闭接点的串联。

O，或指令。用于单个常开接点的并联。

ON，或非指令。用于单个常闭接点的并联。 

       二、正、负跳变 ED、EU 

ED，在检测到一个正跳变（从OFF到ON）之后，让能流接通一个扫描周期。

EU，在检测到一个负跳变（从ON到OFF）之后，让能流接通一个扫描周期。 

三、输出 = 

=，在执行输出指令时，映像寄存器中的参数位被接通。 

四、置位与复位指令S、R 

S，执行置位(置1)指令时，从bit或OUT的地址参数开始的N个点都被置位。

R，执行复位(置0)指令时，从bit或OUT的地址参数开始的N个点都被复位。

置位与复位的点数可以是1-255，当用复位指令时，如果bit或OUT的是T或C时，那么定时器或计数器被复位，同时当前值将被清零。 

五、空操作指令NOP   

NOP指令不影响程序的执行，执行数N（1-255）。

西门子S7系列PLC的主要种类及应用软件
德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能强，性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、要求的PLC（如S7-400）等。

1．SIMATIC S7-200 PLC

S7-200 PLC是小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。

    S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。

2．SIMATIC S7-300 PLC

    S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：时，模块换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

3． SIMATIC S7-400 PLC

S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

4． 工业通讯网络

通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间兼容。

5． 人机界面（HMI）硬件

HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200（可显示中文），OP3，OP7，OP17等；图形/文本操作面板OP27，OP37等，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件（如ProTool）组态才能配合PLC使用。

6． SIMATIC S7工业软件

西门子的工业软件分为三个不同的种类：

（1）编程和工程工具  编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC Wi基于制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在bbbbbbs平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线软件。

（2）基于PC的控制软件  基于PC的控制系统Wi允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了bbbbbbs NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。Wi提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。Wi与SIMATIC S7系列处理器兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在Wi上，也可运行在S7系列处理器上。

（3）人机界面软件  人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于监控级的WinCC。

ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于bbbbbbs平台的监控系统。

WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和的过程信息和数据处理能力，其新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。

0引言

伴随着我国环境污染治理力度的日益加大，对生少盆和生活污水的治理工作越发重要。而IN效稳定的污水处理系统就是做好这一工作的。近几年来，我国新建城市污水处理厂和新增污水处理站大都采用了PLC和组态软件技术在污水处理项目应用的经验，了很好的污水处理效果。本文以实际污水处理站为例，说明污水处理控制系统的组成及实现，总结西门子PLC和W INCC工业组态软件在污水控制系统中的应用。

1系统简介

1.1工艺流程。上海某设施项目污水处理站工艺流程图，如下图所示：
1.2控制系统结构结合实际工艺情况，设计采用了三级集散控制系统，实现全厂范围的污水处理工艺流程的监测以及相关工艺设备的运行状态的监控:级:现场手动控制。在各电气站点设置就地控制箱，可单启停各操控设备及各执行机构。二级:PLC逻辑联动控制。由PLC根据现场各测试设备采集的数据及系统设备运行逻辑关系，自动控制各站点内的电气设备运行状态。三级:控制计算机监测、修改PLC控制参数、上位机点动控制，实现实时监控。手动控制及自动控制可以分别通过机房或控制室的“手自动转换开关”进行切换。这样的控制方式能大限度地保证污水处理装置操作的需要。

1.3 PLC测控模式本污水处理控制系统检测信号开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。整套污水处理流程有多种监控点，包括液位、压力、流量、PH值、泵运行状态等等。PLC由电源、处理器、扩展接口、输入输出模块和通讯模块组成，各模拟量参数通过相应的变送器输出4～20mA的标准信号，通过屏蔽电缆接至PLC的AI模块。各模拟量输出控制信号是以4～20mA的标准信号，从PLC的AO模块通过屏蔽电缆接至相应设备。数字输入信号为24V直流电信号，通过电缆接至PLC的DI模块。数字输出控制信号为24V直流电信号，从PLC的DO模块通过电缆接至现场设备。每台现场设备原则上有二个状态输入信号:故障、运行/停止、手动/自动;和一个输出信号:启动信号。为了使现场与PLC隔离，PLC所有数字量模块与就地控制箱中间加中间继电器。所有输出信号(包括模拟量和数字量)由PLC内部程序或上位机指令控制。

2 WinCC组态

工控组态软件WinCC是一个集成的人机界面(HMl)系统和监控管理系统，是视窗控制(bbbbbbs Control Center)的简称。它包括变量管理、结构变量、图形编辑器、报警记录、变量记录、全局脚本、文本库、用户管理等功能，使其具有的过程藕合、快速的画面新、以及的数据管理功能。在大量的实践中，WinCC己得到了广泛的应用，在此仅提出WinCC组态中值得注重的几点。

2.1主控界而的组态由于系统设备较多，要将系统流程及设备操作界而分别呈现在多张画面内。画面间的切换使用WinCC内部按钮的鼠标动作来实现，非常简单。一般组态都要有一幅背景画面，其中包括要显示的静态文本、OLE(例如，时钟)、所有的图形切换按钮及推出关机按钮。由于组态人员习惯不同，组态画面会呈现不同风格，但小会影响到画面操作的一致性和美观。值得注意的是报警记录。用画面颜色闪烁来提示操作者有故障发生，可以用C语言脚本在背景画面的底部留下一条类似bbbbbbs状态栏的报警栏，当出现故障报警的时候在报警栏显示近一条报警记录，操作人员可以利用按钮切换到主报警记录画面了解故障的信息。

2.2语音报警的组态在工业现场是其重要的，利用工控机的声卡和音箱在有故障发生的时候产生声音报警。以往利用C语言脚本制作声音报警编程比较繁琐。在WinCC V6.0版本中可以用Horn组态实现声音报警，不用编程。打开Horn，在Message?as-signment选项页选定Message  Class为Error，定义一个Bool型的Tag，在Signal Assingment选项页选定Tag为刚才定义的Bool型的Tag，在Sound中选择要播放的.wav声音文件。运行时，只要Error类别的报警触发，则Bool型的Tag置位，.wav声音循环播放;在报警控件中确认报警，可以将Bool型的Tag复位，.wav声音中止，要注意的是Horn是基本过程控制(BPC)的组件，标准安装足是不会安装的。女装WinCC时选择“自定义安装”，组件栏中选择"Basic?Process Control"安装即可。

 2.3 WINCC与S7通讯问题 本设计PLC选用CP315-2EH13-0AB0, (1MPl/DP,1PN)其与WINCC 间通讯采用PROFINET通讯方式。PROFINET是一种用于工业自动化领域的、开放式以太网标准。使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级。通过PROFINET,分布式现场设备(如现场IO设备，例如信号模板)可直接连接到工业以太网，与PLC等设备通讯，并且可以达到与现场总线相同或优越的响应时间。这里需要注意的有四点:①在S7硬件组态中要新建一个子网Ethernet，其IP地址信息为默认值192.168.0.1；②在SET PC/PG Inteface窗口中设置TCP/IN->本地网卡；③给本机设置IP地址192.168.0.*,注意*不能是1；④在WINCC组态软件中TCP/IP连接PLC的属性IP地址为192.168.0.1。

WinCC采用了当今流行的而向对象的技术，很类似流行的Vi-sual Basic语言。对象的属性可以进行设定或编程以实现对该对象的动画及事件的触发，内嵌的MS C语言减少了的学习时间，并增加了其灵活性。WinCC也能和其他主要厂商的PLC进行通讯，如：AB,GE,Omron等、如果与西门子的PLC系列及STEP 7软件合用，将大幅降低工程时间，因为STEP 7中定义的变量可以在WinCC中直接使用。

3结束语

结合实例，本文简要总结了西门子PLC和WINCC工业组态软件在污水自控系统中的应用。伴随着我国污水处理工作的愈加细致和高要求，对于污水处理工艺的自控系统的要求会越来越高。在今后的自控领域，我们期待多好的国内走进污水处理领域，为我国的污水治理工作做出多的贡献。

一、引言

电站二次自动控制系统根据其功能通常划分为以下几类产品：监控系统、调速器、保护装置、励磁装置和配电控制系统。其中监控系统和配电系统一般由通用元器件，如断路器、闸、PLC、人机界面产品及网络设备等组成。由于采用通用元器件，控制方案和器件的选择就显得尤为重要。

二、电站自动控制系统的特点

根据电厂生产的实际情况，其自动控制系统具有以下特点：

1)设备的性要求高。一方面，根据电厂容量的不同，一台机组非计划停机将带来几万到几十万元不等的损失，另一方面，不的设备也是潜在的事故源，可能造成大的损失。

2)具有较高自动化程度。电力系统部颁规定要求水电厂具备“无人值班（少人值守）”条件。一个中型电站，日常运行管理人员正常配备在三人以下，设备的自动化程度就显得至关重要。

3)控制工艺相对复杂，所采集数据点（模拟量、开关量、温度量）较多，控制对象多种多样，如断路器、闸、水，油泵、风机、阀门、闸门等。

4)通信处理相对复杂。由于电站所采用的设备供货商较多，通信方式五花八门，常见的有以太网通信、串行口通信，相关的协议包括电力调度规约(101、103等)、MODBUS协议、Profibus协议、智能仪表自定义协议、UNIX通信协议等。如何采用多种通信接口与采用各种通信协议的设备通信，是实现全厂自动化的重要保证。

三、西门子解决方案及典型项目简介    

1．西门子产品的特点

西门子全集成自动化解决方案能够很好地满足电站控制系统的要求，西门子产品具有以下特色：    

1)产品结构简单，分类清晰，用户易于整体把握。

2)西门子产品线十分丰富，能提供从现场级到管理级的各种解决方案。

3)产品性高，硬件故障率低，控制器、网络及软件冗余技术进一步提高了性。

4)硬软件产品具有良好的开放性，具备多种通讯接口，用户也可以通过灵活的编程方式实现与其他系统的接口。

5)软件开发工具成熟且易于使用，WinCC、SIMATIC NET、PROTOOL、STEP7、MICROWIN和LOGO SOFT COMFORT等软件为快速开发和维护提供了保。

2．典型项目介绍

葛洲坝大江冲砂闸是葛洲坝电厂的重要组成部分，担负着葛洲坝水利枢纽汛期泄洪和航道冲砂等重要作用。我们所采用的控制系统由大江冲砂闸9孔弧门启闭机控制系统、大江400V变电系统组成。改造后的控制系统由现地控制单元、网络及上位机管理层组成。技术要求如下：

1)系统要求能够24h连续运行，平均无故障时间大于10 000h。    

2)弧门开度控制精度小于0.05m，显示开度值到O.Olm。    

3)控制网络采用分层分布式结构，由管理层和现地控制层组成。    

4)控制网络设计要求能够接入已改造的二江泄水闸控制系统和未来的三江冲砂闸控制系统。

5)现地控制层采用符合标准的开放式现场总线。    

6)系统响应时间和系统符合达到国家相关标准。

7)系统具有良好的抗干扰能力和防雷击能力。

经过项目考察及与同类型产品分析比较，我们采用了西门子整体解决方案，网络层分别采用工业以太网和PROFIBUSDP总线，控制器采用西门子S7系列控制器，弧门开度采集采用SM338编码器模块实现开度的，电量采集采用具备PROFIBUS DP接口的西门子SIMEASP交流采样装置。

低压配电系统选用西门子3VF和3WN系列产品，该产品具有理想的电气寿命和机械寿命，其绝缘水平和分断能力均能满足现场要求。

3．该项目采用的西门子产品    

1)西门子工控机。

2) OP7人机界面。    

3) MP270人机界面。    

4) WinCC组态软件。

5) ESM工业以太网交换机。

6) PROFIBUS网络电缆、中继器和终端元件。   

7) s7-400可编程控制器。

8) s7-300可编程控制器。

9) SIMES P电量采集装置（DP接口）。    

10) 3VF空气开关。

11) 3WN6断路器。    

系统网络图见附图1。     

四、应用分析

通常闸门开度采集采用模拟量采集4～20mA信号，根据该项目的特点，我们采用具备同步串行接口( SSI)的P+F型编码器，SM338模块采集，大大提高了采集的精度和稳定性。但在应用中应该注意编码器信号电缆采用屏蔽电缆，否则在电机起动瞬间SM338模块可能会受到干扰而报错。

电量采集装置可以实时采集电流、电压、功率、频率和功率因素等信号，但普通的电量采集装置采用自定义协议通信方式，组网成本较高且通信速率较低。该项目采用具有PROFIBUS DP接口的装置，有效提高了通信速率，保了数据的传输。

在坝面组网应该特别注意到网络雷击的可能，由于大坝是电站的水工建筑，易于诱发雷击。有类似的系统在运行初期曾经因为雷击而导致网络WinCC给运行PLC患。因此在此类网络设计时应该特别注意网络防雷措施。

该方案的选择体现了控制系统性和性，由于采用了标准的通信协议，组网；作量大大减少，西门子人机界面产品（操作面板、WinCC）等能够与PLC无缝连接，j需要为接口数据的定义大费苦心。

软件设计是系统设计的，怎样快速搭建一个系统以及如何实现模块化设计，保{的延续性和可移植性，也是一个重要的问题。针对西门子控制系统在电站控制系统中的f人员将数据区进行有效规划，将控制功能模块化和参数化，PLC程序设计了功率调节模块、事件记录模块、SOE模块、控制接口模块、各种流程执行模块等。通过这些工作，针对同类或j工程就不再进行重复开发，仅仅需要输入标准工程进行二次组态即可。而所有这一切，；想的软件开发平台作支持。西门子软件的强大满足了这一要求，设计者通过学习和应用这些软件也将深深体会到西门子软件的灵活性。

该系统于2005年5月一次投运成功，现已经受了汛期严峻考验，闸门调度成功率达到**。



五、结束语

随着西门子公司不断推出新的工控产品和理念，给自控领域注入了活力，也给用户和设计者带来了新的机遇和挑战。相信在电站控制领域，也将会有多的用户认同西门子产品，喜欢西门子产品，与西门子共舞！