技术应用
154 2015年17期 S7-200 PLC在船用柴油机控制系统中的应用 曹寒夏 杨 斌 王莎莎 徐大伟 雷宏展 河南柴油机重工有限责任公司动力控制设备公司，河南 洛阳 471000 摘要：在传统的船舶电气监控系统设计中，控制核心部分我们主要采用的是以继电器硬线搭接构成的基本系统，但随着工业技术的不断发展，在目前船舶系统中越来越多的应用PLC可编程控制器做为控制系统核心，来确保柴油机各项功能的正常运行。 关键词：船舶；高速大功率；控制系统；S7-200可编程控制器 中图分类号：TD457 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)17-0154-02 1 概述 当今最新的计算机网络监测和控制技术所使用的可编程控制器（PLC），是以微处理器为基础，综合了计算机、微电子、自动控制、网络通讯等技术而发展起来的一种适合于工业现场的自动控制装置，做为现代工业控制的三大支柱之一[1]。 目前PLC应用技术代表着当前程序控制的先进水平，具有可靠性高、能耗低、抗干扰能力强、控制精确及系统功能可延伸性强等特点，可以根据柴油机应用领域的不同功能，对相关设备和控制过程进行研究，充分发挥PLC的优越性，使控制系统更广泛适用于船舶领域。如今柴油机在船舶系统中的应用占有非常重要的地位，柴油机监控的可靠性也成为人们非常关注的问题，因此随着电子技术的发展，人们对柴油机监控系统又提出，要有更高的自动化监控、保护功能。 2 S7-200 PLC的基础设计与应用 S7-200可编程控制器的软件设计主要根据柴油机各系统工作特性，比如燃油系统、滑油系统、进排气系统以及起动、停机等控制，结合钢制海船入级规范的相关要求，通过对柴油机控制应用系统的整体应用设计、产品硬件配置、PLC程序软件开发及调试。 2.1 整体应用设计 柴油机控制应用系统的整体设计是依据柴油机的基本工作原理，柴油机控制系统由传感器件、执行器件、机载接线盒、机旁控制箱及其之间的连接电缆等组成，控制系统是机旁监控系统的核心，具有参数监测、故障报警和安全保护等功能，操作人员通过控制箱可对柴油机进行实时监控和机旁操作。控制系统具有外部扩展输入/输出接口，接口形式包括开关量、模拟量和通信接口（MODBUS通讯协议）等。开关量包括综合故障报警和远程操作信号，外部通讯数据中包含所有被监控显示参数和报警状态，通过外部通讯接口，可轻松实现与船舶自动化系统接驳。 2.2 产品硬件配置 基于船舶使用环境及系统复杂性的要求，我们一般采用外置控制箱集中控制，设备本体及辅助电气类控制模块以小型模块化分布置，因此对于模块的可靠性与灵活性，选择合适的PLC机型是整个硬件配置的关键。目前，国内外生产PLC的厂家很多，如三菱、西门子、欧姆龙、ABB等，不同厂家的PLC产品的功能虽然相似，但特殊功能、价格以及编程指令和编程软件却各不相同。根据产品功能以及性价比，本控制系统PLC选择西门子S7-200系列以及其扩展模块。 西门子S7-200系列PLC是在S4系列的基础上开发出来的，属于结构紧凑、成本较低的小型机。在运算速度方面具有简短的指令处理时间，可缩短循环周期；高速计数扩大了小型机在其他范围内的应用；高速中断处理使得单机可以对过程事件进行快速响应[2]。而在其功能方面增加了专用性能模块以扩大能力；也可以用于脉宽调制；具有丰富的指令集，用于方便快速地处理最复杂的问题；点对点接口（PPI）支持编程技术、操作员接口技术以及与串行设备的接口。 中央处理模块使用CPU224XP CN接收外部传感器及开关量信号，经处理后对外输出相应信号或报警显示；数字量输入输出模块使用EM223；温度采集模块使用EM231RTD接收PT100信号、使用EM231TC接收K型热电偶信号；压力信号采集模块使用EM231AI接收4-20mA信号，主PLC与船舶电站监控系统走Modbus RTU主从协议，实现通讯数据的实时传递。 2.3 PLC程序软件开发 根据系统要求，完成控制系统电气原理图，通过STEP 7 Micro/WIN编程软件进行逻辑控制，主要包括一个主程序和十一个子程序（自动起停、预供预热、停机保护、信号采集、转速处理、信号处理、报警处理、控制输出、运行计时、内部通讯、外部通讯），下面简单介绍一下控制系统软件子程序。编程界面见图一： 图一：STEP 7 Micro/WIN编程界面 自动起停：控制设备在自动位置，给出自动起动或者自动停机信号，PLC通过相关判断可以实现柴油机的自动起动、自动停机控制，如果连续起动三次不成功，则会输出起动失败信号。 预供预热：在停机状态下，PLC控制机油预供泵，每间隔一小时，自动预供5分钟；通过调整水温传感器对应的可调电阻值，可以控制水预热的通断，水温低于37度开始加热，高于42度，停止加热。具体逻辑参见图二：
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S7-200 PLC编程及应用第四版廖常初习题答案
第一章 S7-200 PLC概述
在第一章中，我们介绍了S7-200 PLC的基本概念和特点。它是一种小型可编程逻辑控制器，广泛应用于工业自动化控制系统中。它的特点包括体积小、功能强大、易于操作和程序控制的能力。
第二章 S7-200 PLC编程基础
2.1 基本指令
2.1.1 指令格式
S7-200 PLC的指令格式由指令码、操作数和寻址方式组成。指令码用于指定要执行的操作，操作数用于指定要操作的数据，寻址方式则决定了数据在内存中的地址。
2.1.2 基本指令列表
S7-200 PLC提供了多种基本指令，包括位指令、字指令、数据传输指令等。这些指令可以用于实现逻辑运算、数据传输和数学运算等功能。 未知驱动探索，专注成就专业
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2.2 LAD可编程逻辑图
LAD（Ladder Diagram）是一种常用的PLC编程语言，用于描述逻辑控制系统中的电气线路。LAD程序由多个梯级组成，每个梯级由横向的电气线路和纵向的逻辑连接组成。
2.3 STL指令表
STL（Statement List）是S7-200 PLC的指令表编程语言，它使用类似于汇编语言的指令格式。STL程序需要通过编译器将其转换为机器码才能执行。
第三章 S7-200 PLC应用实例
在第三章中，我们将通过一些实例来演示如何使用S7-200
PLC解决实际问题。
3.1 水塔液位控制系统
本实例演示了如何利用S7-200 PLC控制水塔的液位。通过传感器监测水塔液位，PLC根据液位信号控制水泵的启停，实现液位的自动控制。 未知驱动探索，专注成就专业
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3.1.1 程序框图
LD C002 // 检测水位是否达到上限
OUT I0.0 // 控制水泵启动
LF C003 // 检测水位是否达到下限
OUT I0.1 // 控制水泵停止
3.1.2 LAD程序
S7-200 PLC在冷却水系统中的应用
摘要：随着国内电子设备及医药行业的发展，越来越多的生产企业在生产车间内设置中央空调系统，因为采用将升温冷水流经过冷却塔冷却降温，再通过泵送回生产设备再次使用，冷水用量大大降低，循环水冷却系统而也因此成为暖通系统中不可缺少的部分。本文介绍了西门子S7-200 PLC在工业冷却水系统中的应用，着重介绍了冷却水变频控制的原理，使用方法以及PLC编程，通过程序控制使系统安全、可靠、节能的运行。
关键词：S7-200PLC；冷却水系统；变频控制；节能
一、项目简介
杭州市某药业集团有限公司是国家大型骨干制药工业企业，为全国医药50强之一。公司以原料药为基础、制剂药为重点，开发高科技、高附加值的产品，常年生产多种医药原料和四大类药物制剂，即抗心血管类、抗肿瘤类、消化道类、多维元素类。公司被杭州市政府有关部门确定为高效化学原料及各类新型制剂的研究和生产基地的高新技术企业。最近，世界500强企业、全球著名制药公司法国某集团公司与该公司合资在滨江建厂。由于产能及生产需求，该厂房设计一套Honeywell DDC控制系统用于控制生产厂房内温度、湿度及风压，同时单独设计一套冷却水系统，该系统与暖通控制系统不实现互联，但其对冷却水温度的控制精度直接影响到暖通控制系统。本文要介绍的就是在冷却水系统中S7-200的应用。
二、系统结构、主要控制对象及工艺过程
如下图所示，系统由一台冷冻机、4台冷却塔风机及3台冷却水泵组成。
系统启动后，控制系统通过变频器启动1#冷却水泵，同时调节变频器频率，使单位时间内流经冷却塔的水量增多，进而达到降低冷却水水温的目的。
与此同时，冷却塔风扇根据冷却水的回水温度控制冷却塔风扇开启数量。当冷却水回水温度高于28℃时，开启第一台冷却塔风机；当冷却水回水温度高于29℃时，开启第二台冷却塔风机；以此类推，当回水温度高于30℃时，开启第三台冷却塔风机；当回水温度高于31℃时，开启第四台冷却塔风机；
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S7—200 PLC在压滤机中的应用研究
作者：林碧云
来源：《电子技术与软件工程》2016年第03期
摘 要 压滤机在长期使用过程中会出现线路较为复杂、故障率较高的问题，本文将简要介绍S7-200 PLC应用于压滤机的相关设计，并在此基础上对S7-200 PLC压滤机的工作原理等进行简要分析。
【关键词】S7-200 PLC 压滤机 设计 工作原理 分析
压滤机具有不同的型号与种类，应用范围较为广泛，随着各行业生产中细粒、粘粒悬浮液的分离量不断增加，很多目前广泛使用的压滤机已经无法满足物料回收、环境保护、废水净化回收等多种需要。因此，研制和设计新型的压滤机就具有重要的现实意义。S7-200 PLC类型的压滤机性能比较稳定、维修养护比较便捷、工作效率也比传统压滤机要高，还能有效降低危险系数，实现安全、高效生产。在此背景下，分析S7-200 PLC类型压滤机的设计及该压滤机的具体工作原理等就具有重要意义。
1 S7-200 PLC类型压滤机的设计
1.1 硬件、软件设计
1.1.1 硬件设计
S7-200 PLC类型的压滤机在硬件方面主要包括了触摸屏与控制器。设计人员可以选择普罗菲斯触摸屏，也可称作为GP-2500触摸屏，这种类型的触摸屏成本较低，可以很好地分配模拟量的具体地址。在选用本触摸屏之后，可将触摸屏设计为通过距离控制顺序。在控制器方面，S7-200 PLC具有较为强大的功能，在运行过程中可以将不同类型的网络相连接，实现较为复杂的控制应用。因为压滤机在运行中无需较多的模拟量，工程量也相对较小，因此，在编程控制器的选择上，可以选用SIEMENS的编程控制器。
1.1.2 软件设计
在系统控制方面，主要包括了两个主要模式，即自动控制与手动控制。手动控制主要是对不同的分步动作进行单独性质的控制，如进料、回程等环节。系统控制默认使用的是手动控制，在将其切换成自动控制形式的时候，系统会自动跳过手动程序，转而运行自动程序。
