目前工業(yè)中通訊有很多種。西門子plc支持以太網(wǎng)和PROFIBUS都是可行的。那就要看西門子plc與HMI數(shù)據(jù)交換放在那個地址或者寄存器中了，一般的說明書中都有。今天就以西門子plc實例整理以下說明，希望對你有幫助!　　

        分布式plc控制系統(tǒng)設(shè)計通常用于當前的高爐自動化控制中。這種方案具有現(xiàn)場布線多，施工量大，調(diào)試周期長的特點。鑒于高爐自動化的設(shè)備特點，系統(tǒng)控制方案由“模擬現(xiàn)場總線控制; “分布式plc控制系統(tǒng)”，更適合高爐自動化控制系統(tǒng)。

　　一、仿現(xiàn)場總線控制概念

　　　該系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的布式I/O結(jié)構(gòu)，用于高爐體儀表和爐膛設(shè)置，熱風爐，氣體凈化(袋)系統(tǒng)采用模擬現(xiàn)場總線方式，框架式配料系統(tǒng)。這樣，上述三個系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)中的單個單元進行現(xiàn)場小型PLC控制和電氣控制，單功能控制和電氣操作由現(xiàn)場PLC完成，生產(chǎn)過程過程協(xié)同控制由上級PLC實現(xiàn)。現(xiàn)場西門子plc子系統(tǒng)和上位總PLC通過以太網(wǎng)通訊連接。

　　二、方案的提出基礎(chǔ)和可靠性分析：

　　該方法的呈現(xiàn)基于現(xiàn)場設(shè)備的特征。從功能和分布的方面來看，它分為兩類：

　　1：適用于分布式plc控制系統(tǒng)的設(shè)備 第一類是許多單一功能組件或設(shè)備的系統(tǒng)。該類具有該裝置的單一和不同分散功能的特征。同時，這些設(shè)備具有復(fù)雜的控制系統(tǒng)，不適用于控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備。

　　2：該系統(tǒng)由許多具有相同功能的設(shè)備組成。它們在高爐生產(chǎn)的總體框架下統(tǒng)一，并且它們相對獨立，每個子單元是一個完整的小系統(tǒng)。如框架罐成分，氣體凈化(袋)，熱風爐。這些設(shè)備適用于模擬現(xiàn)場總線控制。以下是詳細說明：

　　2.1熱風爐系統(tǒng)： 高爐熱風爐系統(tǒng)主要由多個(一般為3~4個)熱風爐組和燃燒空氣設(shè)備組成，共用閥門實現(xiàn)高爐熱風供應(yīng)。在熱風爐系統(tǒng)中，每個單元具有相同的設(shè)備組成，每個熱風爐是一個完整的獨立功能單元，可以實現(xiàn)燃燒爐和供氣的任務(wù);同時他們統(tǒng)一了熱風爐的生產(chǎn)過程在聯(lián)合工作下，高爐的熱風供應(yīng)工作完成。此外，每臺熱風爐的配置對于儀器和電氣設(shè)備都是相同的;

　　2.2氣體凈化(袋)系統(tǒng)： 該系統(tǒng)由幾個袋和主設(shè)備組成，完成高爐煤氣的凈化，并為熱風爐提供清潔氣體。組合物中的每個袋子都是一個完整獨立的功能單元，具有相同的設(shè)備組成，可以實現(xiàn)凈化，反吹，灰化和充氣的任務(wù);同時，在袋系統(tǒng)中統(tǒng)一凈化高爐煤氣，熱風爐在生產(chǎn)過程中輸送清潔氣體。

　　2.3框架式配料系統(tǒng)： 該系統(tǒng)由輸送帶組，液壓站和進料設(shè)備組組成，實現(xiàn)高爐配料功能。進料設(shè)備組由筒倉，進料器，進料振動篩，量箱和液壓閘除塵閥組成，完成獨立的物料篩選，計量任務(wù)，進料功能，工程除塵。 正是由于上述三個系統(tǒng)的這些特性，提供了三系統(tǒng)仿制現(xiàn)場總線控制模式的應(yīng)用前提。因此，與高爐爐體儀器和爐子設(shè)定設(shè)備的控制系統(tǒng)一起，形成“高爐模擬現(xiàn)場總線控制加上分布式plc控制系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)”。

　　3、系統(tǒng)的硬件實現(xiàn) 該系統(tǒng)的整體自動化配置仍保留現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，使用三個CPU，由高爐爐體，高爐進料和熱風袋系統(tǒng)控制。高爐爐體采用分布式plc控制系統(tǒng)，高爐進料爐控制設(shè)備控制部分(含液壓站)采用分布式plc控制系統(tǒng)，高爐進料箱架料槽配料采用現(xiàn)場總線模式和熱風爐。而布袋采用仿制現(xiàn)場總線方式。如下內(nèi)容：

　　3.1框架罐配料： 主爐CUP與爐設(shè)定設(shè)備共用，并根據(jù)倉庫組的數(shù)量設(shè)置相應(yīng)的S7200PLC子站。每個子站通過通信與主站CPU交換數(shù)據(jù)。

　　主站功能：

　　變電站功能： 在每個變電站中，實現(xiàn)了振動，測量，卸載和除塵的功能;同時，接受主站的控制指令：測量相關(guān)設(shè)定值和合作成分指令，同時做出相應(yīng)的響應(yīng)。每個子站都配有獨立的控制箱，集成了PLC控制系統(tǒng)，低壓控制系統(tǒng)和儀表測量系統(tǒng)。每個控制箱都放在現(xiàn)場。同時，皮帶組是一個單獨的變電站。 該系統(tǒng)具有以下S7200變電站： 11套振動材料子系統(tǒng)(現(xiàn)場14個測量室) 皮帶輸送機系統(tǒng)：1套

　　3.2子站通過通信與主CPU交換數(shù)據(jù)。

　　主站功能： 只有按照生產(chǎn)過程的說明完成工作的發(fā)布，如：完成工藝參數(shù)的發(fā)布，發(fā)布包合作指令(如機柜之間的供氣開關(guān))，各種分發(fā)布功能(如反沖，卸載)，公共閥門發(fā)出通氣功能命令，并發(fā)出灰化系統(tǒng)設(shè)備的工作指令。

　　變電站功能： 每個PLC系統(tǒng)獨立完成袋體的凈化，供氣，反吹和灰化功能。每個子系統(tǒng)根據(jù)主站的指令進行響應(yīng)并完成特定控制。每個子站都配有獨立的控制箱，集成了PLC控制系統(tǒng)，低壓控制系統(tǒng)和儀表測量系統(tǒng)。每個控制箱都放在現(xiàn)場。 該系統(tǒng)具有以下S7200變電站： 10套袋體系統(tǒng)(現(xiàn)場10袋) 公共閥門子系統(tǒng)1套 灰系統(tǒng)1套

　　3.3熱風系統(tǒng)： 使用與氣體凈化系統(tǒng)相同的主站CPU，并設(shè)置熱風爐單PLC系統(tǒng)，普通閥系統(tǒng)，燃燒空氣和液壓系統(tǒng)變電站。子站通過通信與主CPU交換數(shù)據(jù)。

　　主站功能： 只有按照生產(chǎn)過程的說明完成工作的發(fā)布，如：完成工藝參數(shù)的發(fā)布，釋放熱風爐合作指令(如供氣切換)，釋放各種熱風爐子功能(如爐子，陰燃爐，吹掃)，燃燒空氣鼓風機開始切換，液壓系統(tǒng)開始切換。

　　變電站功能： 每個PLC系統(tǒng)獨立完成袋體的凈化，供氣，反吹和灰化功能。每個子系統(tǒng)根據(jù)主站的指令進行響應(yīng)并完成特定控制。每個子站都配有獨立的控制箱，集成了PLC控制系統(tǒng)，低壓控制系統(tǒng)和儀表測量系統(tǒng)。每個控制箱都放在現(xiàn)場。 該系統(tǒng)具有以下S7200變電站： 熱風爐單變電站4臺(4個熱風爐) 燃燒試驗站1套 液壓站變電站1套

　　3.4系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖1顯示了整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，圖2顯示了子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　圖1：總系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

　　圖2：子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　4、系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) 這樣，它不會給系統(tǒng)控制程序的編寫帶來困難。不同之處在于，在實施過程中，根據(jù)具體控制的設(shè)備組(如振動材料組，袋體，熱風爐)進行相應(yīng)的功能塊分配。因此，該編程方法還便于類似現(xiàn)場總線模式的編程。 在具體應(yīng)用中，原始程序中的功能塊實際上已固化到現(xiàn)場的S7200中，過程控制程序保留在上部PLC中。 (有關(guān)詳細信息，請參閱有關(guān)西門子成為手動功能塊的部分) 因此，仿制現(xiàn)場總線的使用不會造成編程困難，仍然可以使用成熟的程序。

　　三、電氣系統(tǒng)配置和結(jié)構(gòu)

　　在plc控制系統(tǒng)中，設(shè)備采用傳統(tǒng)的控制工藝方法，用于熱風爐，袋除塵，框架箱配料，配電室配電，現(xiàn)場控制和操作。

　　1、現(xiàn)場控制柜的設(shè)計 現(xiàn)場控制柜采用雙層防雨防腐門結(jié)構(gòu)，操作區(qū)域設(shè)計在柜門上，使用防塵原件或防塵防水。同時，為了進行維護，維修和保養(yǎng)，機柜配有低壓照明和維護插座。 操作區(qū)域：用于設(shè)計放置在控制柜中的設(shè)備的手動操作元件(其他設(shè)備控制仍由本地盒控制) 電磁控制區(qū)：子系統(tǒng)中電磁設(shè)備的完整初級配電和二次電磁控制。 西門子plc控制區(qū)：完整的西門子plc系統(tǒng)模塊和電源，輸入輸出隔離。為了減少電磁干擾，PLC供電點采用直流模式，隔離變壓器用于電磁隔離。對于輸入和輸出，使用繼電器隔離，并根據(jù)需要隔離模擬量(因為現(xiàn)場主要部件直接進入現(xiàn)場控制柜，干擾很小，所以適當時選擇自由裁量)。

　　2、現(xiàn)場控制柜的安裝 由于現(xiàn)場空間和設(shè)備分布，現(xiàn)場控制柜的安裝應(yīng)考慮到現(xiàn)場的空間要求。電氣控制應(yīng)首先讓位于空間機械操作的便利性，并且方便機械操作。因此，你應(yīng)該選擇一個寬敞的空間。如果空間合適且不符合電氣安全要求，請在電氣柜中采取措施或采取其他措施。

　　2.1項目中電氣柜安裝位置的設(shè)計

　　2.1.1袋系統(tǒng)：系統(tǒng)控制柜由10個箱柜控制柜，1個歧管閥控制柜和1個灰控制柜組成。

　　(1)箱式箱控制柜：設(shè)計安裝在箱式系統(tǒng)的二層平臺上。這是中灰平臺。同時，在箱體上設(shè)計了袋卸裝系統(tǒng)的本地操作。袋體的其他設(shè)備(支氣管到閥門，方形閥門)是單獨設(shè)計的現(xiàn)場控制，并引入袋控制柜。

　　(2)主管閥現(xiàn)場控制柜：安裝在外網(wǎng)平臺上。外部網(wǎng)絡(luò)平臺上的燃氣管閥(主管閥，熱風爐閥，外網(wǎng)閥)的操作裝置設(shè)計在柜門上。凈氣體和廢氣排放閥由現(xiàn)場箱控制并引入主閥控制柜。

　　(3)防灰柜：設(shè)計安裝在灰加濕器平臺上。所有灰化的設(shè)備都位于機柜門上。

　　2.1.2熱風爐系統(tǒng)包括以下：

　　(1)熱風爐現(xiàn)場控柜：它包括熱風爐的燃燒閥，燃氣切斷閥，燃燒空氣截止閥，氮氣吹掃閥，以及熱風閥的控制和操作。上述設(shè)備設(shè)計用于在門上操作。熱風爐的冷氣閥，充氣閥，煙氣閥和廢氣閥均勻設(shè)計。操作箱放置在閥門附近，并引入熱風爐的單個控制柜。

　　(2)燃燒風機閥控制柜：所有燃燒控制風機供氣管閥(燃燒風機出口閥，風機供氣切換閥，燃燒空氣釋放閥)本機控制裝置設(shè)計在機柜上。

　　(3)液壓站控制柜主要完成液壓本身信號的采集。根據(jù)具體情況，可以在控制室或液壓站中進行設(shè)計。同時，機柜還包括一個普通閥(回流修復(fù)閥，混合空氣閥)

　　2.1.3框架式油箱配料系統(tǒng)：包括10個礦用倉庫振動配料控制柜，1個焦炭倉振動配料控制柜，1個輸送帶控制柜，1個液壓站控制柜。

　　(1) 礦用倉庫振動配料控制柜：控制柜包括礦箱料斗，振動篩，斗式計量，倉庫切割閘門，振動除塵閥設(shè)備的控制和操作。本地操作設(shè)備設(shè)計在柜門上。

　　(2)現(xiàn)場配料控制柜，本地操作設(shè)備設(shè)計在柜門上。

　　(3) 輸送帶控制柜：控制柜包括返回焦點，返回角度，返回礦井，返回角度和采礦帶等設(shè)備的控制和操作。本地操作設(shè)備設(shè)計在柜門上。 (根據(jù)具體情況，可以在控制室或液壓站中進行設(shè)計。 上述三個系統(tǒng)中的控制柜電源取自相應(yīng)的控制室配電盤，PLC通過通信電纜與中央控制室CPU串聯(lián)。

　　四、西門子plc與HMI數(shù)據(jù)交換優(yōu)點

　　由于該解決方案的特點是每個功能設(shè)備都用作單獨的系統(tǒng)并使用單獨的機柜，因此它具有以下優(yōu)點：

　　1、減少項目總投資： 在這種方案下，控制柜和控制室之間只有兩根電線：一根電源線和一根通信線。因此，可以節(jié)省很多錢。

　　(1)在材料方面有很大的節(jié)省,有原來的幾百根信號線換為一根光纖,大大節(jié)省了成本，電纜：無論是電源線還是控制電纜，都可以節(jié)省近50%或更多。 橋梁：無論是從控制室還是現(xiàn)場，都不再需要安裝大型橋梁或樹干，可以統(tǒng)一成200個小型干線，大大減少了鋪設(shè)儀表的數(shù)量。

　　(2)節(jié)省安裝成本：在此方案下，由于橋梁和電纜的使用大大減少，安裝，布線和校準的工作量大大減少。因此，施工時間短，人數(shù)少。將工作時間減少約60%。它可以提前有效地投入生產(chǎn)時間，并利用時間創(chuàng)造更大的利益。

　　(3)可以單獨在本地完成編程。在控制室中，有大量的控制柜分為兩個(一個用于主電源柜，一個用于配電柜)。因此，在土木建筑方面，基礎(chǔ)設(shè)施投資大大減少。

　　2、分散控制為工作帶來方便

　　(1)調(diào)試方便 由于控制的分散，系統(tǒng)可以分成較小的單元進行調(diào)試。

　　(2)抗干擾能力強

　　(3)控制風險低，可靠性高 由于控制是分散的，大大降低了整個系統(tǒng)因單個設(shè)備或設(shè)備故障而關(guān)閉的可能性，提高了系統(tǒng)的可靠性，并且可以充分保證系統(tǒng)的連續(xù)運行。同時，由于主站cpu的工作量大大減少，工作壓力降低，使設(shè)備運行時更加可靠。

　　(4)易于維護和檢修 由于分散控制，控制組件可以在系統(tǒng)操作下單獨修理和維護，而不必安排高爐進行大修。

       總結(jié)：以上就是西門子plc與HMI數(shù)據(jù)交換在高爐行業(yè)的分布式plc控制系統(tǒng)設(shè)計的說明實例，希望對大家有幫助。我們?yōu)榭蛻籼峁┝可矶ㄖ频淖詣踊鉀Q方案,西門子plc,三菱plc,歐姆龍plc,人機界面系列產(chǎn)品是專業(yè)的自動化控制系統(tǒng)集成服務(wù)商.歡迎來電咨詢訂購!