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一、前言
中糧屯河伊犁糖業(yè)有限公司是一家甜菜制糖企業(yè)，公司生產(chǎn)線上的關(guān)鍵工序都從德國(guó)引進(jìn)了世界上最先進(jìn)、自動(dòng)化程度最高的糖機(jī)設(shè)備。經(jīng)過(guò)幾年的使用、維護(hù)、維修、保養(yǎng)，我公司逐步把握、消化并吸收的這些裝備的先進(jìn)技術(shù)性能，確保了公司日處理甜菜8000噸以上，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)居全國(guó)甜菜制糖行業(yè)首位的良好形勢(shì)。這些糖機(jī)設(shè)備都采用了西門子S7系列的PLC控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，加之優(yōu)化的程序設(shè)計(jì)，強(qiáng)大的通訊功能，使其成為了制糖產(chǎn)業(yè)中單機(jī)自動(dòng)化的主控裝置。
二、西門子PLC簡(jiǎn)介
德國(guó)西門子公司是世界上研制PLC最早的少數(shù)幾個(gè)公司之一。歐洲第一臺(tái)PLC是由該公司在1973年研制成功的，1975年推出了SIMATIC S3系列PLC，1979年推出了SIMATIC S5系列，20世紀(jì)末又推出了SIMATIC S7系列的 PLC。
西門子公司目前最新的PLC產(chǎn)品是SIMATIC M7、C7和S7三個(gè)系列。M7系列PLC是嵌進(jìn)式的高檔機(jī)，用于解決對(duì)時(shí)間要求非常高的的技術(shù)題目，它既可作為CPU，也可以作為功能模塊使用，目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)比較少；C7系列PLC往往在一個(gè)單元中集成一個(gè)PLC和一個(gè)控制操縱面板（OP），由于PLC和OP同是SIMATIC系列產(chǎn)品，因此，C7控制系統(tǒng)的擴(kuò)展也很輕易，并可簡(jiǎn)便的在SIMATIC自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行集成； S7系列又分為S7-200、S7-300、S7-400幾個(gè)子系列，分別為小型、中型和大型PLC，這個(gè)系列的PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通訊能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高，因此，應(yīng)用最廣泛，遍布各行各業(yè)。
三、西門子S7系列PLC的性能及特點(diǎn)
西門子S7系列PLC更接近于現(xiàn)場(chǎng)要求：高可靠性，減少了中間接口，具有多中斷、現(xiàn)場(chǎng)總線口、集成電位器、定時(shí)器、 計(jì)數(shù)器、碼盤接口等高級(jí)成功能，以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能：RS232／485接口及多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)程I/O，還可以作為DCS的下位站和PC機(jī)的下位機(jī)。同時(shí)支持多種編程語(yǔ)言，多種編程環(huán)境和可配套的集成軟件。S7系列PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 S7系列PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
[$page] 西門子S7-200 PLC是小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。S7-200 PLC的強(qiáng)大功能使其無(wú)論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。它可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)與8種CPU可供選擇使用，成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器，并且可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)�？梢詮膸c(diǎn)到幾百點(diǎn)。S7-200PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。它的編程軟件：STEP7-Micro/WIN32。該編程軟件可以方便地在Windows環(huán)境下對(duì)PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控。使得PLC的編程更加方便、快捷。可以說(shuō)，S7-200也可以完美地滿足各種小規(guī)模控制系統(tǒng)的要求。
西門子S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（0.6～0.1μs）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7-300操縱系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面（HMI）從S7-300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操縱系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時(shí)，模塊更換，等等）；多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)答應(yīng)的復(fù)制和修改；S7-300 PLC設(shè)有操縱方式選擇開(kāi)關(guān)，操縱方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操縱方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強(qiáng)大的通訊功能，S7-300 PLC可通過(guò)編程軟件Step 7的用戶界面提供通訊組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常輕易、簡(jiǎn)單。S7-300 PLC具有多種不同的通訊接口，并通過(guò)多種通訊處理器來(lái)連接AS-I總線接口和產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（MPI）集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
西門子S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。它采用模塊化無(wú)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，可靠耐用，同時(shí)可以選用多種級(jí)別（功能逐步升級(jí)）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大或升級(jí)時(shí)，只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級(jí)和充分滿足需要。
四、西門子S7系列PLC在制糖產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用
制糖產(chǎn)業(yè)是高度機(jī)械化、連續(xù)化的現(xiàn)代化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)，它的生產(chǎn)品就是我們通常說(shuō)的食糖。它的生產(chǎn)過(guò)程幾乎包括了所有主要的化工單元，是具有綜合化工單元生產(chǎn)過(guò)程的食品生產(chǎn)企業(yè)，而它的生產(chǎn)規(guī)模卻是其它食品生產(chǎn)加工企業(yè)無(wú)法與之相比的，糖廠天天生產(chǎn)用的原料、材料以及產(chǎn)品與副產(chǎn)品都是以千噸計(jì)算的。
德國(guó)于1802年在庫(kù)內(nèi)恩建成了世界上第一座甜菜糖廠，并創(chuàng)建了甜菜制糖產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過(guò)200多年的發(fā)展，隨著制糖產(chǎn)業(yè)的科技要求及工藝指標(biāo)要求越來(lái)越高，對(duì)制糖裝備的要求也越來(lái)越高。我國(guó)由于制糖產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)投進(jìn)不足，使生產(chǎn)技術(shù)水平及裝備水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還有一定差距，特別是在規(guī)模化生產(chǎn)、裝備開(kāi)發(fā)和自動(dòng)化水平方面差距較大。
由于制糖產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)線跨距較長(zhǎng)，工序較多，控制點(diǎn)比較分散，但又是一個(gè)連續(xù)的，相互關(guān)聯(lián)的整體流水線，每個(gè)工序又有各自的特點(diǎn)，因此，
