西门子6ES7235-0KD22-0XA8大量供应

西门子6ES7235-0KD22-0XA8大量供应

西门子这个自动化行业的巨人在simatic产品的历史长河里又一次投了一颗砾石激起了一片涟漪而这颗砾石的名字就叫作s7-1200，从产品命名上来看像是s7-200的一个延伸或者升级，在这里笔者想详细的讲解一下这款产品，在讲解之前我觉得应该了解一下西门子plc的家族史。

1、西门子plc的历史

从西门子公司1872进入中国以来，中国自动化前进的之路一直有西门子自动化产品相伴，说到西门子的plc大家都能说出那些耳熟能详的型号s7-200/300/400，但是可能大家并不知道这些产品并非所有都是西门子的德国血统，s7-300/400采用的是step7编程而s7-200则采用step7micro/win编程，曾经有很多人都叹息过为什么熟悉了s7-300产品之后再去学习s7-200产品佛换了一个公司产品而需要从头学起反之亦然。这是为什么呢？这就是因为s7-200产品是西门子利用收购的一家美国公司开发软件和产品，为了能够争夺plc的低端市场而整合上市的。相信大家也看出来s7-200的编程模式和sm特殊寄存器设置都能够找到一些美日式plc编程模式的痕迹，而西门子也一直寻找合适的时机开发属于德国血统的低端plc产品，就在2009年s7-1200这款产品应运而生。

2、s7-1200的市场定位

有控友说s7-1200是s7-200的一个简单的升级，可以说这句话说得知其然而不知其所以然，因为它确实不是升级而是替代，为什么这样说呢！因为s7-1200的这个产品是西门子低端plc产品的一记重拳。西门子已经停止除在中国的s7-200cn系列以外的s7-200生产线，s7-200cn以其低廉的价格还要争夺三发展中国家的自动化市场份额。而在欧美低端市场将全部被s7-1200产品覆盖。在中国有很多厂商相继推出兼容s7-200的模块这也使得西门子在低端市场的份额占去一部分，所以为了降而保住市场还要延续200cn系列的，而西门子将会把新的通讯和控制技术应用在s7-1200这款产品上同样西门子也将会用s7-1200这款产品强力打造plc中低端市场。

3、s7-1200的产品定位

s7-1200这款产品的定位还是相当明确的，瞄准的正是中低端小型plc产品线，硬件结构由紧凑模块化结构组成，系统io点数、内存容量，均比s7-200多出30%，充分满足市场的针对小型plc的需求，现在很多离散行业和过程控制行业的小型单元和系统点数均是在离散点200以内、模拟点在36-48点之内，所以在这个时候s7-200将不能应对，客户只能选购s7-300中型plc以大马拉小车形式来面对工程这也给客户造成了一定成本上的浪费。而s7-1200这款产品容量上的设计是在充分积累客户多年需求之上而得。

4、s7-1200的产品新特性

a)紧凑模块化结构

s7-1200产品延续了200紧凑式结构，cpu1214c的宽度仅有110mm，cpu1212c和cpu1211c的宽度也仅有90mm。通讯模块和信号模块的体积也十分小巧，使得这个紧凑的模块化系统大大节省了空间，从而在安装过程中为您提供了的效率和灵活性。另外s7-1200增加一个特殊结构的io模块叫做信号板，它是镶嵌在cpu箱体上的分别为2di/o和1ao这正是西门子设计精髓之道可以随时定制所需要的io模块，中小型工程的问题突显之处就是工程的不确定性，很有可能在工程实施过程当中出现di/o和ao不够用，而ai却是能够较为富裕信号通道。

b)强大的控制功能

系统集成了16路pid的控制回路，并且pid都是能够支持自适应的快速功能块，并且提供了pid参数调试和观测的控制画面，可以让用户在并不熟悉pid参数如何调整的情况下把工艺参数控制到所需标准。系统集成了多达6个高速计数器（3个100khz，3个30khz），用于监视增量编码器、频率计数或对过程事件进行高速计数。系统集成了2个高速输出，可用作高速脉冲输出或脉宽调制输出。当组态成pto时，它们将提供频率为100khz的50%占空比高速脉冲输出，以便对步进电机或伺服驱动器进行开环速度控制和定位控制。通过2个高速计数器对高速脉冲输出进行内部反馈。当组态成pwm输出时，将生成一个具有可变占空比的固定周期输出来控制电机速度、阀位置或加热元件的占空比。系统支持对步进电机和伺服驱动器进行开环速度控制和位置控制。对该功能的组态十分简单：通过一个轴工艺对象和通用的plcopen运行功能块即可实现。除了返回（home）和点动（jog）功能以外，还支持、相对和速度运动。

c)经典的编程模式

s7-1200使用simaticstep7basic工具编程，而这款的工具的使用风格基本与step7professional一样，提供lad和fbd两种编程语言并采用ob组织块fb功能块fc功能函数db数据块的编程形式（通过背景db的支持可以实现功能块参数化调用），这次西门子公司终于把全线产品的编程风格统一了。

d)复杂的数据结构

复杂的数据结构意味着什么呢！其实就是数组、结构等这样的多元素组成的数据单位，而市面上很少会有低端plc的编程语言能够支持复杂的数据结构，都是采用扁平式的数据类型（bool、int、word、dword、real）。s7-1200这款产品继承了300/400中plc所具备的数据结构开始支持数组和结构等。

e)指令参数的多态性

在西门子的经典的编程指令当中都是采用数据类型一致分类，例如加/减/乘/除的指令根据不同的数据类型是不同的指令，而在对s7-1200编程时不分数据类型只是调用功能，让功能块放置在network中时才会让用户选择是哪种的数据类型，这就轻松实现了参数的多态性。

f) 基于控制对象编程

刚才上文提到了s7-1200增加了db数据块和struckt数据类型，正因为具有了这两个的条件这才引出此系统的一个很重要的功能，这就是基于控制对象的编辑和编程，添加控制对象也只需要单击一下鼠标。 添加新的对象（如一个轴或一个 pid 控制器）时，工程组态系统的“添加新对象”（add new bbbbbb）窗口中会显示相关设置。根据对象的功能为对象命名。微调各种对象时，用户可以使用功能描述，分配完对象的所有信息后，编辑器中会立即打开该对象。

g) 集成 hmi 工程组态

simatic step 7 basic 包括功能强大的hmi 软件 simatic wincc basic，用于对simatic hmi 精简系列面板进行的编程和组态。的工程组态包括，例如：通过智能拖放功能直接使用 hmi 项目中的控制器过程值。hmi 是整个项目的一部分，hmi 数据可始终保持一致性。hmi 和plc 之间的连接可以集中定义。还可以创建多个模板并分配给其它画面。集成的hmi 功能使组态 simatic hmi 精简系列面板变得十分方便且。

h) 通讯集成profinet接口

在当前自动化推崇工业以太网通讯的趋势中，西门子的全线产品已经开始“盔贯甲”全部上了profinet的接口，而唯低端产品s7200还是停留在以太网通讯s7协议的这个层面上，这是为什么呢！因为西门子已经把具有profinet接口的s7-1200上市了。s7-1200支持传统的以太网s7通讯同样也支持profinet工业以太网总线通讯主要是用于simatic hmi 精简系列面板（用于可视化）；其它控制器（用于 plc 间的通讯）；三方设备（用于可选的集成）

i) 灵活的三方通讯

与三方方设备通讯一直都是plc自动化厂商的软肋，而s7-1200配备了cm模块支持rs232/485以及自身以太网口通讯。针对串行通讯rs232/485采用使用功能块配置帧通讯的方式来完成数据流的通讯，并且s7-1200支持send_ptp 和 rcv_ptp功能块串行通讯的封装这样就意味着很容易封装出来各种串行通讯协议。而针对以太网s7-1200提供了tcp和udp的两种通讯方式，并且提供了标准 t-send/t-receive 功能块完善通讯的解决方案，例如可以利用这两组指令封装出来modbus-tcp协议库提供给用户。另外系统提供了丰富字符处理的指令库（left、right、delete、insert、replace、val_strg、strg_val 和s_conv）这就意味着增强了这款产品对通讯中ascii字符处理的能力，可以和大量三方进行自定义字符通讯（称重、二次仪表、单片机等）。

5、 s7-1200的产品展望

上边说了这么多s7-1200的一些特点，但并不表示这款产品就没有不足，“金无足赤人无完人”而且这款产品还是在成长过程当中，他在很多功能方面都不完善，例如：不支持profinet cab和io组态；不支持ppi、mpi和profibus通讯；不支持配方功能等，但是这些功能对于西门子开发并不是问题这也仅仅西门子为了能及早上市，把某些通讯模块和软件功能相继随后推出和规划在下一版本的软件中，所以用户现在可以因地制宜根据自己的项目范围使用此款产品，随着的快速复苏和欧美经济的衰退，现在正是出现大量中国设备出口的局面，而s7200cn系列没有ce等是不能出口到欧美，而s7-1200正是良好的一款低端紧凑型plc产品非常适合中小型开发项目和设备，并且如果需要与大量三方设备通讯这款产品真是物尽其用，笔者在这里觉得这款产品将会在未来3年的自动化市场处处开花。 

中国市场方面，我们可以先看一些数据，以2011年的为准，在中国市场，欧美的PLC占52.7%，日本的PLC占31.8%，的PLC占5.4%，闽台的PLC占6.6%，如果把大陆跟算在一起，那中国国产PLC的占有率就是12%，另外还有其它一些国家的，但所占比例都比较小，大概是这样一个情况。中国国产的PLC在市场中的占有率，能达到这个数目已经很了不起了，如果往前推10年，这个占有率也就只有3%～5%，甚至还要少，所以近几年中国在PLC的发展上还是有很大进步的。同时，我也看到在广东、江苏，包括上海等地，有很多愿意做PLC的小公司，而且不断地有人加入进来。

但有一个问题是需要注意的。从上个世纪九十年代以来，世界PLC市场就形成了三大，在欧洲是西门子，在北美是罗克韦尔（RockwellAutomation），在亚洲是三菱。他们三家从九十年代一直到现在，地位都是无法撼动的，所谓“无法撼动”就是在排名上他们三家永远是名。当然近这些年也有一些小的内部变化，例如西门子逐渐会有一些下滑，但是罗克韦尔（RockwellAutomation）的势头在上升，三菱基本上能够保持原状。除此三家之外，其它的排名就是在不断变化的，还有施耐德、欧姆龙、GE等一些也。

同时，整个工业界对这些控制系统的需求也在不断地变化，现在是一体化的经济，中国逐渐成为世界工厂，而2008年以后的金融危机，现在又有欧债危机，的经济都不太景气，但是我想大家也注意到了，美国现在认为不能把所有实体的生产都外包到中国等一些地方去，他们一直在说要再工业化，或者说是工业实体回归，他们已经把这个作为他们的一种国策，所以美国开始重新重视制造业了。过去，他们的制造业都是迁到国外特别是亚洲来，现在他们要回迁，但是回迁并不是要照搬原来的状态。例如与中国相比，在用人方面，中国的成本是很低的，而他们要用机器人来参与制造业，要求就不一样了。从世界范围内来看，这种趋势是很明显的。我们讨论一家公司PLC的发展，就是看它能不能适应现在全世界制造业发展的潮流，也就是能不能适应智能制造的要求，要尽可能地把过去由人来判断和决策转变为控制系统的行为。如果能够很快地适应这些要求，那么发展可能就会快一些，如果适应得比较慢的话，可能在一段时间内业绩就会有所下滑，这是非常动态的。所以从这些角度来看，技术是一直都在向前发展的，尽管它的形态和名称没有改变，还是叫PLC或者DCS，但是它的很多内容，它自身所具有的很多功能性的要求都在不断地变化、不断地进步。 

一、引 言

电厂出灰系统是热电厂的一个重要系统。近几年灰渣利用率越来越高,同时干式出灰系统具有节约水资源、保护环境等特点，因此目前电厂出灰多采用干式出灰系统。在干式出灰系统中，工况恶劣、控制点数多。传统的控制系统由于抗干扰能力弱、性差、效率低，达不到预期的控制目标。而可编程逻辑控制器(PLC)的抗干扰能力强、性高，选用可编程控制器(PLC)用于某热电厂锅炉干式出灰系统可以显著提高工程的实用性。

二、工艺流程及控制要求

1、系统工作流程

某热电厂共有八台锅炉，每台锅炉包括三个电场集尘装置，每个电场包括一组(两个)仓泵，每个仓泵附近配置一个就地控制箱,利用控制箱盘面上的手动开关，可以对现场阀门进行手动操作和现场调试。下面以单个仓泵为例来说明具体的工艺流程。

锅炉烟气中的灰尘通过电收尘收集后落入灰仓，灰仓下部安装有仓泵，灰经输灰管进入仓泵。在自动控制运行工况下，具体工艺流程为:仓泵内无灰时，打开透气阀→延时5s→开进料阀→延时5s→当仓泵进料量达到设定值(时间/重量/人工)时→料位信号到→关闭进料阀→延时5s→关闭透气阀→此时判断母管压力是否到位/判断灰管压力是否到位/判断在此系统中没有其它仓泵出灰，所有条件满足→打开出料阀→延时5s→打开一次气阀→延时5s→打开二次气阀1min后→检查灰管压力，当灰管压力设定值时→关闭一次气阀→延时20s后→关闭二次气阀→关闭出料阀完成一次出灰循环。

当发生出灰管路堵塞时，系统设置了排堵阀，通过负压反抽来疏通出灰管路。关闭一次气阀后，延时20s后关闭二次气阀。目的是保出灰管路畅通，避免发生管路堵塞。每台仓泵的出灰系统如图1所示。

图1 出灰系统流程示意图

2、控制要求

(1) 实现出灰的过程自动化，为便于操作调整及应急处理，应能随时切换到手动控制状态;

(2) 当操作室内的“远程/就地”开关打到“就地”位置时，自动停止出灰;

(3) 仓泵的进料重量和进料时间双重控制，进料重量或进料时间任意一个达到要求都作为仓泵料满对待;

(4)同一出灰管线上只能有一个仓泵出灰，一电场用一根出灰管，先满足出灰条件的出灰，二、三电场共用一根出灰管，先满足出灰条件的出灰;

(5) 当发生灰管堵塞后(灰管压力大于550KPa)，报警指示灯发出声光报警，直至灰管堵塞故障排除;

(6) 当来气母管压力小于400KPa时，系统自动停止运行。

三、控制系统构成

本系统选用西门子公司的S7-300型可编程控制器和MT500型触摸屏人机界面。MT500型触摸屏直观生动地显示PLC、PC机上的数据信息。S7-300是模块化中型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。该控制系统主要由主控制柜、现场控制箱、若干测量传感器和辅助电器(称重传感器、压力传感器、电磁阀等由生产厂家配套供给)等组成，具有仓泵运行远程自动、远程手动、现场手动三种控制方式，控制方式的转换由设置在主控制柜上的转换开关完成。开关切换至自动位置时，点击要使用的仓泵画面，可选择其中一种方式。

S7-300系列PLC作为西门子公司的新一代产品，具有以下特点:

(1) 功能强:强的计算性能，完善的指令集，MPI接口和通过SIMATIC NET联网能力强;

(2)快速:指令处理其快速，功能强大的CPU只需0.3ms就可处理1024个二进制语句，在文字处理方面也同样表现出色;

(3) 通用:模板和六种CPU适用任一场合，模块可扩至3个扩展机架，用户友好的bbbbbbS STEP7编程;

(4)全集成:全部模块化，运行，操作方便，特别适合于比较恶劣的工况。本系统PLC由电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块和处理单元组成。控制系统组成框图如图2所示。

图2 出灰控制系统图

四、软件设计

1、系统界面设计

系统界面分系统主画面与系统操作画面。在系统主画面中，可以选择要操作的仓泵和要启停的系统。

在操作画面中，运行人员可观察每个仓泵的运转情况，也可对每个仓泵进行远方操作或根据运行工况对系统的参数进行修正，以保证系统的正常运行。故障发生后，可以在操作画面进行故障的处理。系统的操作画面如图3所示：

图3 操作画面

2、系统程序设计

(1)在系统程序设计中，为防止在自动运行状态下，由于灰量大或别的原因使出灰过程受阻，引起灰管压力上升慢，给系统造成仓泵内灰已出完的象，从而导致系统判断失误。为避免系统操作引起堵管，在程序中设置了一分钟的延时时间，在出料阀打开一分钟后再检测灰管的压力，给出灰过程的顺利进行提供的保。

(2)为防止过程参数的影响，特设定了出料时间和进料时间。为防止重量信号出现故障而使控制系统一直处于进料状态，引起仓泵灰满特设定进料时间，无论重量信号有无达到设定值，都将停止进料。另外由于灰管压力不只受出灰过程的影响，而且还受来气母管压力的影响，当来气管压力升高时，会造成出灰过程顺利，灰已全部出完，但灰管压力长时间下降不到给定值。因此在程序设计中增加了出料时间，当出料时间大于8min时，系统就自动停止出灰，进入下轮循环，有效地避免了系统长时间不出灰的状况。

(3)当系统的来气压力额定值400kPa或灰管压力给定值(550kPa)时系统自动停止运行，因为此时灰管易出现堵管现象，为防止事故的进一步扩大。系统会自动出现报警，正在运行的系统会立即停下来，所有的阀门自动关闭。此时将系统切换至远程控制排堵。

五、结束语

项目由于采用了PLC技术，系统的性显著提高。通过实际运行可知系统性能稳定，满足工艺要求。