PLC控制系统（西门子）在化工行业的应用

张学衡 赵家有

摘要：PLC集合了多种优秀的技术，其中包括信息技术、数字化技术与微电子技术等，将传统的接线转化成了储存逻辑，使得功能更完善全面，能量也更多，可以实现化工行业发展的具体需求，因为 PLC存在很大的稳定程度与精准性，所以可以增强化工行业的控制效果。而西门子 PLC的电气控制技术可以满足人机交互、集合网络和数字化等操作要求，达到对运动、过程进行控制的目的，也目前化工行业所应用最关键的设备。接着因为被环境等各环节因素的约束，西门子 PLC在具体应用期间也会受到大量的制约，无法充分发挥功能，本文简要分析了西门子 PLC的几种型号，并介绍了其在化工行业中的运用。

关键词：西门子 PLC 化工行业 应用

要想优化化工行业的生产现状，就务必将以往的生产管理控制模式进行更改，在小规模整改 PLC控制系统时，生产人员与设备配备人员都应该整合起来集中管控，并且 PLC控制系统也应该集中起来统一管控协调生产进行。

1西门子 PLC历史

首先是在 1975年，西门子公司的产品投入到市场当中的 SIMATICS3，它就是一种具有简易操作连接口的二进制控制装置。其次是在 1979年，SIMATICS5逐渐取代了 S3系统，这项系统普遍应用了微处理器。在 20世纪 80年代初，S5系统取得了再次优化更新 U系列 PLC，而使用得较为广泛的机型包括：S5-90U、 95U、100U、115U、135U等。在 1994年 4月，S7系列出现了，它有着更加国际化、高性能、体积小的 WINDOWS用户界面等优点，主要机型包括：S7-200、300、400。而在 1996年，在实施过程控制期间按，西门子公司逐渐形成了 PCS7（过程控制系统 7）的概念，把优点突出的 SINEC（西门子工业网络）、WINCC（与 WINDOWS兼容的操作界面）、COROS（监控系统）、PROFIBUS（工业现场总线）与控调技术合理的结合在一起。

2硬件设施

2.1 SIMATICS7-1500CPU

SIMATICS7-1500CPU主要集中了高效、便捷、开放性较好的高级控制装置，在 CPU中，速度最快的处理位达到了 1ns，通过百兆级的背板总线保证更极端的反应时间。优秀的通讯功能，CPU本体支持三个以太网网段，应用最快 125us的 PROFINET数据更新时间。将更加标准化的 OPCUA通信协议与控制层和 IT层相连接，满足和上位 SCADA/MES/ERP或云端进行的可靠高效通信。利用 PLCSIMAdv能够把虚拟的 PLC数据和仿真软件对接起来，预先了解虚拟调试的错误，缩短现场调试的时长。

2.2 S7-300通信

S7-300通信模块和 S7-200存在差异，重点采用 CP343-1，要是运用该通信模块，就需要更改以往系统当中的 CPU通讯参数，从而与当前的通信模块相适应。方式就是将有关的操作系统开启，采用以往的操作步骤，在该菜单当中运用 HardWare编辑器，再更改 CPU属性中的 PG/OP/S7这几部分，当中 PG与 OP在没有更换时的系统默认值是 1。更改这些参数主要是为了确保可以顺利应用整体系统监控，并且确保数据通信过程中的传输更加合理与可靠。 PG指的是利用 Step7实施模块连接。不管是运用台式机或者笔记本，或者是只運用服务器，只需要一个 Step7模块，PLC系统就可以独占一个 PG连接端口。

2.3 S7-400通信

该通信模块重点采用了 CP443-1，然而在连接该通讯模块上的 CPU时，并未限制数量，重点是应该重视在该模块通信里统一设定了 TCP/IP通信，并相应的设置了 IP地址与子网掩码，就可以满足通信需求。因此 S7-400系列是在全部硬件配置中最便利的一项选择方式，再整合过程中采取的改动措施较少，也不需要太大的工作量要求。

3西门子 PLC结构

3.1整体式

整体式构造指的是集成可编程序控制器将电源、CPU、存储器、I/O系统在一个单元当中，并称之为基本单元。而一个基本单元指的就是一台相对完善的 PLC，在控制点数没有达到标准时，就能再继续进行单元扩展。整体式构造具有紧凑性强、体型小、成本少、安装便捷的特点。

3.2组合式

组合式构造的可编程序控制器指的是将 PLC系统的各个构成要素根据功能划分成许多较小的板块，类似 CPU板块、输入/输出板块、电源板块等等。当中各个区域的功能相对单一，而种类却逐渐多样化。例如，部分可编程序控制器，除了普遍的 I/O模块外，还有许多存在特殊功能的模块，类似温度检测、位置检测、PID控制、通讯等模块。组合式构造的 PLC特征为 CPU、输入、输出都是单独的模块，其规格一致、安装完善、I/O点选择自由、安装维护、扩大、修理便利。

4西门子 PLC在化工行业中的应用

其一就是闭环控制，在公司的各种气体生产装置里创建了大量的闭环控制，该种过程控制指的是处理持续性变化的模拟量，类似温度、流量、压力等，再合理转化模拟量、数字量，通过算法流程，CPU合理的处理模拟量，运用 PID调节的方式处理闭环控制，通常涵盖了三个板块：比例、积分以及微分。

其二就是要合理的对所收集到的信息数据进行处理，西门子 PLC中收集了大量的功能特征，可以满足对数据的操作、传输、运算、排序等，该部分数据信息在到达模块后需要采取再次处理，通过软件来集中分析，从而便于化工行业的控制过程进行。

其三，原先的电路都是运用逻辑控制的形式达到的，而继电器中存在更大的繁琐性，不会太快的响应。西门子 PLC对开关量进行逻辑控制，可以合理的管理顺序与数字量，从而在单台机器当中使用，例如在 K-301压缩机装置应用期间，也能够与多台设备联合运用，并不会被大量的条件所约束，在化工行业中的使用十分普遍。

其四，现代化的控制主要重视生产方式的系统化，在化工行业当中，信息控制、远程管控满足较好的使用，并逐渐扩大的应用范围。西门子 PLC通信模块可以和多种设备展开网络连接，类似计算机、变频器等等，便于远距离监控化工行业的生产管理，以确保数据传输的方便与安全，从而达到 PLC的自动化发展与进步。

5结束语

当前西门子 PLC早就在我国的化工行业当中取得了较好的使用，在运行期间的缺点等也渐渐的被大众所重视与处理，从而让西门子 PLC的应用更加高效、安全，推动西门子 PLC在未来的发展与进步。西门子 PLC控制系统还可以合理的管控生产环境，并且也能利用网络中的关键内容，该系统在化工行业中会占据至关重要的地位，并确保工作效率的顺利达成。

参考文献：

[1]徐斌，芮晶磊基于西门子冗余 PLC的变频恒压控制系统在油库行业的应用[]仪器仪表用户，2015，05：70-74+20.

[2]庞一凡西门子 S7-300PLC在电子皮带秤方面的应用[1]网络财富，201021：226+229.

（作者单位：中昊光明化工研究设计：有限公司）