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S7-200 SMART 在化成生产线上的应用

设计了基于 S7-200 SMART 的化成生产线监控系统，介绍了系统架构、硬件选型及软件设计方案。在通信方面， S7-200 SMART 通过自由口通讯的方式采集一条生产线上的所有仪表的数据，然后再通过工业以太网的方式把所有生产线的数据传送到上位机，实现了现场数据的实时监控。经现场长时间运行，系统运行稳定、高效，很好地满足了客户需求。化成生产线是将阳极电蚀铝箔置于化成液中，利用电气化学原理，使阳极电蚀铝箔表面生产氧化膜，此过程称为化成。

化成工艺流程为：电极箔→水合处理→初段化成→中段化成→安定化处理→终段化成一→安定化处理→终段化成二→安定化处理→卷取上位机是化成生产线监控系统的控制**，其控制网络拓扑结构如图 1 所示。它是由数据采集从站和数据主站构成的。 (1)数据采集从站本系统对生产车间 22 条生产线、高压、低压及外围设施采用数据采集从站对信号进行采集。从站包括软件和硬件两部分，硬件部分主要采用 SMART 200 PLC 加各种 I/O、A/D 模块组成，并配有雷击和浪涌电压防护模块。系统能监视、记录铝箔生产线重要的生产数据。本系统负责目前生产线需要采集的多 45 个数字表头的数据。每个采集从站可扩展一个 485 接口，可以和其它设备进行 MODBUS 通讯。模块采集数据可通过 PLC 的以太网接口将所有的系统数据通过工业以太网传送至上位机。

数据采集主站 1.上位机采用台式电脑作为监控主机，可储存数年的历史数据。 2.对于各种持续的数据，可以实时曲线和历史曲线的方式直观显示，作为衡量生产线性能的依据。 3.所有故障报警及预置目标值（SV 值）修改均有记录。 4.通过终端程序和双网卡将工厂的局域网和工厂监控网络分开，保证现场数据的安全与高效。客户可通过外网随时监控现场数据。

PROFIBUS是一种国际化,开放式,不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自 动化，流程工业自动化和楼宇，交通电力等其他领域自动化。

PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP，PROFIBUS－PA，PROFIBUS-FMS。

PROFIBUS–DP是高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I／O的通信。

PORFIBUS－PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安 全规范。

PROFIBUS－FMS：用于车间级监控网络，是一个令牌结构．实时多主网络。

PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自 动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

与其它现场总线系统相比，PROFIBUS的大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括加工制造，过程控制和自动化等。

PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。
S7-300 CPU
说明

S7-300 CPU 的六个性能等级

现有性能范围较宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm

SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量大的控制器。




应用范围

l 在**个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程

l 作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。

l 对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用，我们可以提供SIPLUS 较端设备

l 特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：



l 汽车工业

l 通用机械工程

l 特殊机器制造

l 系列机械工程，OEM

l 塑料加工

l 包装行业

l 食品和饮料工业

l 加工工程

l 快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器

l 简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器

l 带有集成功能块的 PID-Regulation
优点

l 由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间

l S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

l S7-300 建立在模块式的组态上，* I/O 模块的插槽规则

l 现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态

l 集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进行数据交换

l 模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

l 能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

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设计和功能
设计

S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济高效的备件控制。

扩展选件

如果自动化任务需要**过 8 个模块，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。

在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的大组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可自由编址，因此*插槽规则。S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。



S7-300 信号模块
S7-300 的 I/O 模块范围
描述

信号模块是 SIMATIC S7-300 进行过程操作的接口。S7-300 模块范围的多面性允许模块化自定义，以满足多变的任务。

S7-300 支持多面性技术任务，并提供详尽的通讯选项。除了具有集成功能和接口的 CPU，在 S7-300 设计中还有各种针对技术和通讯的特殊模块。


优势

安装简便



S7-200 SMART是西门子针对中国的OEM市场研发的新一代PLC。作为S7-200CN的升级产品，一方面继承了S7-200CN丰富的功能，另一方面融入了新的亮点，将全面覆盖并追赶S7-200CN。从产品上市至今，S7-200 SMART在包装、纺织、机床、食品、橡塑等众多行业得到广泛应用，在提升设备性能和降低设备成本上发挥着重要作用。
机型丰富，更多选择

提供不同类型、I/O点数丰富的CPU模块，单体I/O点数高可达60点，可满足大部分小型自动化设备的控制需求。另外，CPU模块配备标准型和经济型供用户选择，对于不同的应用需求，产品配置更加灵活，大限度的控制成本。


选件扩展，精确定制

新颖的信号板设计可扩展通信端口、数字量通道、模拟量通道。在不额外占用电控柜空间的前提下，信号板扩展能更加贴合用户的实际配置，提升产品的利用率，同时降低用户的扩展成本。


高速芯片，性能**

配备西门子**高速处理器芯片，基本指令执行时间可达0.15 μ s，在同级别小型PLC中遥遥优秀。一颗强有力的“芯”，能让您在应对繁琐的程序逻辑，复杂的工艺要求时表现的从容不迫。


以太互联，经济便捷

CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，方便快捷，省去了**编辑电缆。通过以太网接口还可与其它CPU模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。


三轴脉冲，运动自如

CPU模块本体多集成3路高速脉冲输出，频率高达100kHz,支持PWM/PTO输出方式以及多种运动模式，可自由设置运动包络。配以方便易用的向导设置功能，快速实现设备调整、定位等功能。


通用SD卡，快速更新

本机集成Micro SD卡插槽，使用市面上通用的Micro SD卡即可实现程序的更新和PLC固件升级，较大地方便了客户工程师对终用户的服务支持，也省去了因PLC固件升级返厂服务的不便。


软件友好，编程高效

在继承西门子编程软件强大功能的基础上，融入了更多的人性化设计，如新颖的带状式菜单、全移动式界面窗口、方便的程序注释功能、强大的密码保护等。在体验强大功能的同时，大幅提高开发效率，缩短产品上市时间。


**整合，无缝集成

SIMATIC S7-200 SMART 可编程控制器，SIMATIC SMART LINE触摸屏，SINAMICS V20变频器和SINAMICS V90伺服驱动系统**整合，为OEM客户带来高性价比的小型自动化解决方案，满足客户对于人机交互、控制、驱动等功能的*需求。

S7-1200 CPU
**整合，与众不同
描述
新的模块化 SIMATIC S7-1200控制器是我们新推出产品的核心，可实现简单却高度精确的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计，功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。
可扩展性强、灵活度高的设计，可实现高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能，使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态**兼容，可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能，帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个**的水平。
优势
**整合
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化，旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态**兼容，可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能，帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个**的水平。
用于可扩展设计中紧凑自动化的模块化概念。SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、强大的集成技术功能和可扩展性强、灵活度高的设计。它实现了通信简便，有效的技术任务解决方案，并完全满足一系列的独立自动化系统的 应用需求。 在工程组态中实现高效率.
使用完全集成的新工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 对 SIMATIC S7-1200 进行编程。SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现高效率。一些智能功能，例如直观编辑器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求，西门子在软件开发领域已经有很多年的经验，因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的。