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摘 要：S7-300是西门子公司的可编程序控制器产品。其模块化的结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在在化工等行业应用较为广泛，其容量满足于300点位的要求，包括：模拟量输入出、开关量输入输入，在编程方面以结构化梯形图的方式被人所熟知，通俗易懂，与欧姆龙的编程方式相比更容易被解读。通过一些逻辑语言使得设备实现一些给定的功能，上位机与下位机的通讯使用连接电缆实现，一些有RS232、RS485以及现在使用的以太网等通讯电缆，数据显示也使用相同的方式实现在PC机上监控系统中，现在在化工企业一般使用WinCC监控系统。现在主流版本为7.0以上。本文主要对现电力工程部的供暖的数据通讯方式由RS485到以太网通讯做了一个过渡，原有的监控系统也进行了一个版本的升级。
关键词：S7-300；以太网通讯；长距离传输
中图分类号：TP393.11 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0277-01
本文以现罗罗控制室控制的设备为例，详细介绍了基于西门子S7-300可编程控制器与组态软件WinCC实现的网络监控系统，并介绍了S7-300PLC与上位机组态软件WinCC通过由RS485通讯到以太网的转变，以及监控系统5.0到7.3的升级。
1 背 景
罗罗控制室控制的设备为：三区换热站计量系统；供大化蒸汽计量系统；大水池液位显示及液位控制的调节阀。在罗罗控制室的其余设备都为停用状态，在抄写流量报表时需要单独进入罗罗控制室进行查看，在现用的监控系统运行的情况下出现过程序自动关闭，为运行人员及维护人员一定程度上都增加了工作量。罗罗控制室暖气已停用，冬季气温室内温度较低，为编程工作带来不便。在用的工控机使用年限已超15年，2014年7月由于工控机主板故障，故障停用一次。监控系统版本为较早的WINCC5.0版本。
2 通讯技术应用的意义
通过2017年塔西南勘探开发公司RR控制室控制及监控系统改造项目，并结合当前我单位正在运行的1～3#新建锅炉的通讯技术的应用，实现以太网通讯技术的应用。通过以太网通讯技术的应用，在新建锅炉的监控系统中显示并进行控制，可以减少监控的设备，缩短运行人员巡检路线，减少维护工作量。当使用光纤、光纤收发器及通讯模块把PC机与S7-300连接时，通讯速度可以达到10～100Mbps的速率，且传输距离不受限制。
3 可行性验证
罗罗控制室控制系统的程序可以使用笔记本进行编程通讯，罗罗主控室的编程工控机可以甩开不使用，监控系统使用新锅炉控制室的WinCC7.3做画面实现，冷却水泵房有220V电源为PLC供电，在冷却水泵房内安装一个小型的控制柜放置PLC，光纤可以走厂区内架空的汇线槽，通过上述措施可以实现从罗罗控制室至新锅炉控制室的通讯组态。结合当前硬件系统的容量，同时对西門子PLC程序和上位机监控软件进行修改，是实现了以太网技术在采暖系统上的应用的。
4 应用实施
4.1 硬件系统的配置
将三区换热站计量系统、供大化蒸汽计量系统、大水池液位显示及液位控制的调节阀的信号线由罗罗控制室移至冷却水泵房，在冷却水泵房放置一个小型的控制箱，配置有原有的S7-300的PLC以及相应的模拟量采集模块，添加购置的通讯模块CP343-1。将冷却水泵房的220V电源通过原有的电源模块转换为24V为控制系统供电。光纤由新建锅炉控制室引入冷却水泵房，光纤长度800m左右，从新建锅炉控制、发电车间办公楼的电缆沟，1～5#厂房的架空汇线槽，国产高配室前的电缆沟引至冷却水泵房，两端使用光电模块转换采集信号、光纤收发器接受和发送信号。分别使用空气开关控制光纤盒、电伴热、大水池调节阀及PLC电源。
4.2 硬件组态
与原有通讯方式相比，使用以太网通讯需要添加一个通讯模块CP343-1，所以硬件需要重巡组态，S7-300的内部程序是有step5.0软件编写的，CP34-1是最近研发出的通讯模块，将网上下载的组态包载入软件并在项目中添加，设置通讯地址，由于新建锅炉的工控机有两个光口，新建锅炉的网段占用一个光口，10T锅炉的网段占用一个光口，所以新配置的采暖系统需要使用上述其中一个网段，为维护方便，将采暖系统和10T锅炉占用同一个网段，且10T炉的地址为192.168.0.1，所以采暖系统的地址设置为192.168.0.2，新建锅炉工控机的光口网络地址为实现通讯设置为192.168.0.10。
4.2 通讯测试
组态完毕后，硬件测试在线观察是否有错误，无误后在新建锅炉工控机运行窗口测试通讯，拼地址ping 192.168.0.2，如正常则控制室内工控机与冷却水泵房的控制系统通讯已连接，网络架构已建成。
4.3 监控组态
在WinCC7.项目变量管理中需要新建连接设置通讯地址：192.168.0.1，设置机架号、槽位，原有变量地址不变，新增大水池液位及调节阀的模拟输入输出点位，如地址命名不冲突则通讯连接不出现叹号即命名无误可继续编辑画面。
4.4 画面编辑
由于新增控制设备为采暖系统部分设备，大水池的水经补水泵通向软化水箱，可将画面编辑在采暖系统的子画面软化水箱中，添加供三区换热站蒸汽系统、供大化蒸汽系统、大水池液位调节系统中，并增加大水池给水调节阀的PID控制参数输入输出域。
5 应用效果
5.1 技术水平
应用实施后改变原有通讯方式，采用以太网通讯，具有以下特点：长距离传输，速度快，稳定性好，不易受干扰。监控系统的升级淘汰原有的监控系统了，实现了与主流版本一致，采用了功能强大的winncc7.3版本，画面切换更为直观，简单，报文导出更加快捷，还可以实现多点触控，为以后系统升级提供便利。通过对以太网通讯的探索，提高了在通讯方面的技术水平，取得了明显的效益。
5.2 实用层次
以太网的实施应用，除去软硬件对计量及调节的影响解决生产隐患、减少操作和维护人员的工作量，保证除盐水的正常供给及蒸汽用量的准确计量，确保了仪表设备的稳定运行，支持了生产。可以在新建锅炉同时监控三区换热站蒸汽计量系统、供大化蒸汽计量系统、大水池液位控制系统、10T快锅、新建锅炉及采暖系统，实现了与新建锅炉控制室内监控系统的对接并完成了自控设备的全覆盖。
参考文献
[1]王文强.基于西门子PLC以太网模块与WinCC实现的远程监控系统[M].工业控制计算机，2013，13（1）：34～36.
收稿日期：2018-4-23
关键词：S7-300；以太网通讯；长距离传输
中图分类号：TP393.11 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0277-01
本文以现罗罗控制室控制的设备为例，详细介绍了基于西门子S7-300可编程控制器与组态软件WinCC实现的网络监控系统，并介绍了S7-300PLC与上位机组态软件WinCC通过由RS485通讯到以太网的转变，以及监控系统5.0到7.3的升级。
1 背 景
罗罗控制室控制的设备为：三区换热站计量系统；供大化蒸汽计量系统；大水池液位显示及液位控制的调节阀。在罗罗控制室的其余设备都为停用状态，在抄写流量报表时需要单独进入罗罗控制室进行查看，在现用的监控系统运行的情况下出现过程序自动关闭，为运行人员及维护人员一定程度上都增加了工作量。罗罗控制室暖气已停用，冬季气温室内温度较低，为编程工作带来不便。在用的工控机使用年限已超15年，2014年7月由于工控机主板故障，故障停用一次。监控系统版本为较早的WINCC5.0版本。
2 通讯技术应用的意义
通过2017年塔西南勘探开发公司RR控制室控制及监控系统改造项目，并结合当前我单位正在运行的1～3#新建锅炉的通讯技术的应用，实现以太网通讯技术的应用。通过以太网通讯技术的应用，在新建锅炉的监控系统中显示并进行控制，可以减少监控的设备，缩短运行人员巡检路线，减少维护工作量。当使用光纤、光纤收发器及通讯模块把PC机与S7-300连接时，通讯速度可以达到10～100Mbps的速率，且传输距离不受限制。
3 可行性验证
罗罗控制室控制系统的程序可以使用笔记本进行编程通讯，罗罗主控室的编程工控机可以甩开不使用，监控系统使用新锅炉控制室的WinCC7.3做画面实现，冷却水泵房有220V电源为PLC供电，在冷却水泵房内安装一个小型的控制柜放置PLC，光纤可以走厂区内架空的汇线槽，通过上述措施可以实现从罗罗控制室至新锅炉控制室的通讯组态。结合当前硬件系统的容量，同时对西門子PLC程序和上位机监控软件进行修改，是实现了以太网技术在采暖系统上的应用的。
4 应用实施
4.1 硬件系统的配置
将三区换热站计量系统、供大化蒸汽计量系统、大水池液位显示及液位控制的调节阀的信号线由罗罗控制室移至冷却水泵房，在冷却水泵房放置一个小型的控制箱，配置有原有的S7-300的PLC以及相应的模拟量采集模块，添加购置的通讯模块CP343-1。将冷却水泵房的220V电源通过原有的电源模块转换为24V为控制系统供电。光纤由新建锅炉控制室引入冷却水泵房，光纤长度800m左右，从新建锅炉控制、发电车间办公楼的电缆沟，1～5#厂房的架空汇线槽，国产高配室前的电缆沟引至冷却水泵房，两端使用光电模块转换采集信号、光纤收发器接受和发送信号。分别使用空气开关控制光纤盒、电伴热、大水池调节阀及PLC电源。
4.2 硬件组态
与原有通讯方式相比，使用以太网通讯需要添加一个通讯模块CP343-1，所以硬件需要重巡组态，S7-300的内部程序是有step5.0软件编写的，CP34-1是最近研发出的通讯模块，将网上下载的组态包载入软件并在项目中添加，设置通讯地址，由于新建锅炉的工控机有两个光口，新建锅炉的网段占用一个光口，10T锅炉的网段占用一个光口，所以新配置的采暖系统需要使用上述其中一个网段，为维护方便，将采暖系统和10T锅炉占用同一个网段，且10T炉的地址为192.168.0.1，所以采暖系统的地址设置为192.168.0.2，新建锅炉工控机的光口网络地址为实现通讯设置为192.168.0.10。
4.2 通讯测试
组态完毕后，硬件测试在线观察是否有错误，无误后在新建锅炉工控机运行窗口测试通讯，拼地址ping 192.168.0.2，如正常则控制室内工控机与冷却水泵房的控制系统通讯已连接，网络架构已建成。
4.3 监控组态
在WinCC7.项目变量管理中需要新建连接设置通讯地址：192.168.0.1，设置机架号、槽位，原有变量地址不变，新增大水池液位及调节阀的模拟输入输出点位，如地址命名不冲突则通讯连接不出现叹号即命名无误可继续编辑画面。
4.4 画面编辑
由于新增控制设备为采暖系统部分设备，大水池的水经补水泵通向软化水箱，可将画面编辑在采暖系统的子画面软化水箱中，添加供三区换热站蒸汽系统、供大化蒸汽系统、大水池液位调节系统中，并增加大水池给水调节阀的PID控制参数输入输出域。
5 应用效果
5.1 技术水平
应用实施后改变原有通讯方式，采用以太网通讯，具有以下特点：长距离传输，速度快，稳定性好，不易受干扰。监控系统的升级淘汰原有的监控系统了，实现了与主流版本一致，采用了功能强大的winncc7.3版本，画面切换更为直观，简单，报文导出更加快捷，还可以实现多点触控，为以后系统升级提供便利。通过对以太网通讯的探索，提高了在通讯方面的技术水平，取得了明显的效益。
5.2 实用层次
以太网的实施应用，除去软硬件对计量及调节的影响解决生产隐患、减少操作和维护人员的工作量，保证除盐水的正常供给及蒸汽用量的准确计量，确保了仪表设备的稳定运行，支持了生产。可以在新建锅炉同时监控三区换热站蒸汽计量系统、供大化蒸汽计量系统、大水池液位控制系统、10T快锅、新建锅炉及采暖系统，实现了与新建锅炉控制室内监控系统的对接并完成了自控设备的全覆盖。
参考文献
[1]王文强.基于西门子PLC以太网模块与WinCC实现的远程监控系统[M].工业控制计算机，2013，13（1）：34～36.
收稿日期：2018-4-23