采用西门子PLC构成的DCS实例二
基于Siemens S7-300 PLC的锅炉DCS系统设计
基于Siemens S7-300 PLC的锅炉DCS系统设计摘要工业锅炉是工业生产过程中十分常见的一种工业设备，锅炉控制系统自动化水平的高低对锅炉的安全生产和效率起到关键作用。
DCS控制是大中型工业锅炉控制系统的主流控制方式，因此，本课题以工业锅炉模拟系统SMPT-1000为研究对象，研究锅炉DCS的构成原理、DCS系统设计的方法步骤，具有较好的工程实践意义。
本文在首先对集散控制系统的发展过程进行了综述，介绍了集散控制系统的系统结构和特点的基础上，并分析了SMPT-1000工业锅炉模拟系统的工艺流程，列出了工艺流程的设备、检测点、执行机构等列表，并提出了一套基于Siemens S7-300 PLC的锅炉DCS系统设计方案。
然后，采用Step 7 编程软件完成了系统的硬件组态、通信组态和控制算法组态及硬件模块测试。
接着，利用Siemens公司的WinCC软件开发了系统的人机界面，主要包括锅炉工艺模拟图、实时趋势曲线，PID参数调节器等。
最后，实现了对汽包水位、炉膛负压、蒸汽压力等子系统的实时监控。
实验结果表明：本文所设计的锅炉DCS系统的各项功能正确，控制性能指标达到了设计的要求。
关键词：工业锅炉 Profibus 可编程序控制器集散控制系统Design of Boiler’s DCS System Based onSiemens S7-300 PLCAbstractIndustrial boilers are very common in industrial processes of industrial equipment, automation level of the boiler control system play a key role in the boiler’s safety and efficiency. DCS control is the main control mode in the large and medium industrial boiler control system. Therefore, the subject based on the industrial boiler simulation system SMPT-1000 as the research object, research constitution principle with the boiler DCS, the methods and steps of DCS system design, with good engineering practice significance.In this paper, the development of distributed control system was reviewed firstly, then introducing the DCS system of the structure and characteristics and analyzing the technological process of SMPT-1000 industrial boiler simulation system. A list of process equipment, test points, executive institutions and so on, and a DCS system design scheme for a boiler based on Siemens S7-300 PLC was put forwarded. Then, the test for system hardware configuration, communication configuration and control algorithms and hardware modules were completed by step7 programming software. Then, using Siemens WinCC software to develop a system of man-machine interface, including the boiler process simulation graph, real-time trend curve, PID parameter adjustment, etc. Finally, the drum level, furnace pressure, vapor pressure and other subsystems are achieved real-time monitoring.The results show that: this boiler is designed correctly the features of DCS system, control performance achieved the design requirements.Keywords: industrial boiler Profibus Programmable Logic Controller Distributed Control System目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题目的 (1)1.3 课题研究内容 (4)第二章 DCS与锅炉控制系统原理 (5)2.1 DCS的发展历程 (5)2.2 DCS的系统结构 (6)2.3 锅炉控制系统简介 (9)第三章锅炉控制系统控制方案 (14)3.1 控制方案 (14)3.2 简单控制系统的设计方案 (15)第四章硬件及控制算法组态 (19)4.1 STEP 7编程软件简介 (19)4.2 控制器硬件设置 (19)4.3 Profibus-DP 设置 (21)4.4 符号表编辑器 (22)4.5 通信设置 (23)4.6 程序编写 (23)4.7 程序运行与分析 (26)第五章人机界面组态 (29)5.1 创建单用户项目 (29)5.2 创建外部变量 (29)5.3 创建变量记录 (31)5.4 图形编辑及画面连接 (33)5.5 运行与分析 (35)总结 (40)参考文献 (41)附录 (42)附录一：OB块的功能表 (42)附录二：FB41功能逻辑图 (44)附录三：PID控制输出参数 (44)附录四：PID控制输入参数 (45)致谢 (47)第一章绪论1.1 课题背景随着现代化工业的飞速发展，对能源利用率的要求越来越高，工业锅炉市场技术的竞争日趋激烈, 锅炉自动控制系统的好坏己成为决定锅炉性能的重要砝码, 其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果, 而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。
S7系列PLC与和利时DCS系统通讯的设计
S7系列PLC与和利时DCS系统通讯的设计摘要：西门子S7-300/400系列PLC广泛应用于化工、冶金等多种行业，是常见的主流PLC。
和利时MACSV系列DCS(集散控制系统)主要应用于发电厂、化工厂控制系统。
本文根据实际应用情况，在循环发电机组设计基于Step7编程软件和MACSV组态软件的通讯。
通过S7系列PLC与和利时MACSV系列DCS系统通讯的实现，可将现场一些小控制系统融入到和利时DCS系统中，统一画面风格和操作流程。
机组操作人员不需要在多个控制系统间来回切换操作，降低了操作难度，减少了误操作情况，同时提高了工作效率。
关键词：S7-300/400；Profibus-DP通讯；和利时DCSDesign of communication between S7 PLC and Hollysys DCS systemWang yun chao(Shouqian pision, Beijing Shougang Automation & Information Technology CO. Ltd. Qian‘an 064400)Abstract:Siemens S7-300 / 400 series PLC is widely used in chemical industry, metallurgy and other industries. It is a common mainstream PLC. Hollysys MACV series DCS is mainly used in power plant control system. According to the actual application, this paper designs the communication based on STEP7 programming software and macvs configuration software. Communication between S7 Series PLC and Hollysys macvs series DCS system is realized. Some small on-site control systems can be integrated into Hollysys DCS system to unify the picture style and operation process. The unit operator does not need to switch back and forth between multiple control systems, which reduces the difficulty of operation, reduces misoperation, and improves the work efficiency.Key words: S7-300/400; Profibus-DP communication;Hollysys DCS0前言一套工厂设备的运行常常会使用多种控制系统，系统之间的融合更有利于维护和操作人员使用。
DCS控制系统设计实例
DCS控制系统设计实例
碱回收燃烧工段工艺流程
造纸企业通常采用分布式控制系统即采用西门子CPU41-2DP为核心的DCS 控制系统实现对现场信息的采集和控制。
同时，采用基于WinCC的上位机对现场的数据进行监测和即时控制。
但有时各工段间需要相互调用数据，这就牵涉到网络通讯问题。
例如在造纸碱回收蒸发和燃烧工段中，负责监控蒸发工段的主机需要调用燃烧工段的数据，这时如果采用在燃烧工段增加一个变送器的方法，那么相应地就必须在蒸发工段的控制站中增加AI模块，这样大大增加了成本。
如果利用西门子S7300系列的CPU模块内置的MPI接口，把多个工段的控制站组成一个MPI 网络，那么就可以实现多个工段之间数的传送。
工业燃煤锅炉DCS控制系统设计
本书主要介绍了35吨燃煤锅炉的工艺过程，利用Lead-Line Control Builder软件实现工业燃煤锅炉汽水控制系统的组态，并用FIX上位机监控软件设计了汽水控制系统的人机界面。
基于FIX与Honeywell UMC800控制器对35吨工业燃煤锅炉汽水系统的DCS控制系统的配置。
DCS和PLC实现、设计案例分析
DCS和PLC实现、设计案例分析04083134 张晓辉一、DCS控制系统A）DCS控制系统：DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。
首先，DCS的骨架—系统网络，它是DCS的基础和核心。
由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。
对于DCS的系统网络来说，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。
这里所说的“确定”的时间限度，是指在无论何种情况下，信息传送都能在这个时间限度内完成，而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。
因此，衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率，即通常所说的每秒比特数（bps），而是系统网络的实时性，即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。
系统网络还必须非常可靠，无论在任何情况下，网络通信都不能中断，因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。
为了满足系统扩充性的要求，系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。
这样，一方面可以随时增加新的节点，另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态，以确保系统的实时性和可靠性。
在系统实际运行过程中，各个节点的上网和下网是随时可能发生的，特别是操作员站，这样，网络重构会经常进行，而这种操作绝对不能影响系统的正常运行，因此，系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
dcs的实现及案例分析
一、DCS 的实现1、前言分散型控制系统(DCS)是以微处理机为基础，以危（wei）险分散控制，操作和管理集中为特性，集先进的计算机技术、通讯技术、CRT 技术和控制技术即4C 技术于一体的新型控制系统。
随着现代计算机和通讯网络技术的高速发展，DCS 正向着多元化、网络化、开放化、集成管理方向发展，使得不同型号的DCS 可以互连，进行数据交换，并可通过以太网将DCS 系统和工厂管理网相连，实现实时数据上网，成为过程工业自动控制的主流。
2 、DCS 的结构组成DCS 主要分为三大部份：带I/O 部件的控制器、通讯网络和人机接口(HMI)。
控制器I/O 部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS 相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。
从某种意义上说，控制器是“心脏”；人机接口是“眼睛”；通讯网络则是“神经网络” 。
DCS 的典型结构如图一：图一DCS 的典型结构3 、DCS 的通讯网络3.1 发展历程随着计算机技术、网络技术和控制技术的不断发展，DCS 自20 世纪70 年代问世以来，先后经历了四个发展时期，具体划分为：(1) 1975—1980 初创期。
此时的DCS 通讯系统只是一种初级局部网络，全系统由一个通讯指挥器指挥，对各单元的访问是轮流问询方式。
如TDC-2000 、MOD-3 等。
(2) 1980—1985 成熟期。
采用局域网络，由主从式星型网络转变成对等式的总线网络通信或者环网通信，扩大了通信范围，提高了传输速率。
如TDC-3000 、MOD-300 等。
(3) 1985—1990 扩展期。
在局域网络方面采用国际标准组织ISO 的OSI 开放系统互联的参考模型，使符合开放系统的各创造厂的产品可以互连，互通信以及进行数据交换，第三方软件以可以应用。
改变了过去DCS各厂自成系统的封闭结构，DCS 由原来的仅能应用发展到不仅能应用而且能开辟。
DCS控制系统设计(本科生毕业论文)
DCS控制系统设计(本科生毕业论文)碱回收燃烧工段DCS控制系统设计摘要燃烧是造纸过程的一个重要环节，旧的燃烧工段存在许多的缺点。
本设计是利用DCS系统对造纸过程中碱回收燃烧工段进行控制。
工业实时监控系统是目前研究的热点问题之一，其中生产数据采集的方法和生产数据发布系统的稳定性和高效性更是研究的重点。
在该系统中采用西门子的S7300系列CPU模块内置的MPI 接口，PLC来对燃烧工段进行控制，并用WinCC5.0来组态一个HMI平台，对该控制系统进行监控。
WinCC是一个功能强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单过程监控，也可以用来完成复杂的应用。
本文详细介绍了如何构建一个高效的基于WinCC 软件的工业实时监控系统，本设计运用WinCC组态软件制作出了碱回收燃烧工段的上位机监控画面，通过控制画面可对碱回收燃烧工段的设备进行控制。
本设计体现出WinCC软件的多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。
在控制画面中还可以看见趋势曲线等，通过趋势曲线可了解工厂的生产状况，为操作者提供了直观的操作环境。
不仅了解了工厂生产线状态，而且提高了工作效率。
WinCC能够用于多种用途的控制系统，同时提供嵌入式C 语言编程，用户可以通过编辑项目函数和行为来实现特殊的功能。
关键词:HMI，燃烧，WinCC，DCSThe Design of DCS Control System on Alkali RecoveryCombustion Workshop SectionABSTRACTThe combustion is an important link of the deckle process, the old burnable work segment exists much weakness.This design is to make use of the DCS system to carry on a control to the alkali recovery combustion work segment in the deckle process，Supervised and control system when industry was solid heat be currently to study to order one of the problems，Produce the method and the production data that the data collect to release the stability of the system among them and efficiently is also the point of the research.Adopt the S7300 series CPU mold piece of Siemens in that system to connect inside the MPI place，The PLC comes to the work segment to carry on a control to the combustionCounteract Wincc5.0 come to set HMI terrace，carry on supervision to that control system.The WinCC is a function strong overall liberal supervision system,since can use to the simple process supervision of complete the small scale,also can use to complete a complicated application.This design make use of WinCC software work alkali the recovery burn the work segment of the place of honor machine control appearance,The equipments that control appearance and cans recover the burnable work segment to the alkali carries on a control.The body appears various automation equipmentses and the control software integration of the WinCC software，Have abundant constitution item Can the Windows options with single fixed menu in restaurant,Use a way vivid，The function is well-found.Can also see trend curve etc. in the control the appearance，Pass the operation environment that the appearance can understand the production condition of the factory to provide to keep a view for the operation.Not only understood to produce period,And raise a work efficiency.Provide the built-in C language plait distance in the meantime，the customer can pass to edit the item function and behavior to carry out special function.KEY WORDS：HMI，Combustion，WinCC，DCS1 绪论造纸工业是国民经济的重要组成部分。
PLC在DCS系统的应用实例
PLC在DCS系统的应用实例一、前言PLC在SmartPro系统中的应用根据通信方式可以分为三类：1、串口通信：一般将PLC与计算机的串口相联接，通过RS232或RS485接口与PLC进行数据通信。
这种方式适用于低速、接口开放性较差的PLC系统。
一般需要针对性的通信开发。
2、以太网通信：这种通信方式要求PLC具有以太网接口，或者具有RS485/以太网关转换接口。
通过这种方式可以实现较灵活的网络形态，满足用户特定的现场环境需求，同时使用也比较方便。
典型的如西门子S400系列。
3、DP接口：采用这种方式的PLC一般是作为DP从站挂接在DCS系统的DP总线上，实现与DCS的双向通信。
这种方式可以避免前两种中PLC数据不能参与DCS运算的缺点，应用较广泛。
还有一类是在软件之间进行通信连接。
即通过PLC的上层监控与DCS系统的上层监控软件之间以OPC、NETDDE等方式进行数据的通信与监视。
这种情况一般应用在扩展已存的小型系统、或在各独立小型PLC系统之间进行联网。
随着技术的发展，PLC和DCS的差别也越来越小，用户也希望在整个系统中避免过多地接口转换。
针对此，现在市场上也推出了各种转换元件，如RS485/以太网，RS485/DP接口等，仅仅通过填表式的操作就能完成以前开发人员的接口编程工作，大大方便工程使用。
下面以SmartPro系统为例简要介绍FOPLC在DCS系统中的应用。
不管PLC与何种DCS系统连接，一般涉及三个方面：PLC侧的组态、DCS侧的组态、两者之间的通信区的设置与读取。
下面逐一介绍：二、PLC侧的组态设置FOPLC与西门子S300系列兼容，因此一般使用STEP7软件完成对FOPLC的组态设置。
要在Step7中使用FOPLC模块，就必须将FOPLC模块加入Step7硬件配置器（HW config）的模块列表（Catolog）中。
步骤：将FOPLC的GSD文件（G5_S7.gsd）拷贝至Step7的安装路径下\s7data\gsd\目录中；1、工程建立再打开STEP7软件，新建一个工程，提示如下：输入工程名、路径等信息；点击OK。
西门子PLC应用80例(经典实例)
Q0.0 KM1 I0.4 SQ2
异步电动机主电路
PLC外部接线图
按钮连锁
软件互锁
解：1） 列出所有I/O点并分配地址
a) 代入开启条件
消铃信号
b) 将消铃信号变成长信号
消铃信号
c) 代入关断条件
消铃信号
d) 加入测试信号
消铃信号
3. 控制要求 （1）用启动和停止按钮控制电动机M运行和停止。在电动机运行时，被检 测的产品（包括正次品）在皮带上运行。
L3
L31
FU1
KM1
FR
U VW
M
PE
3~
FU2 FR SB1
KM2
SB3
SB2
SB2
KM1
KM2
SB3
KM2
KM1
KM1
KM2
I/O分配、外部接线及程序
输入
反转 SB3 正转 SB2
SB1 停止
FR 过载
输出
I0.3
KM1
KM2
I0.2
Q0.0
正转
I0.1 I0.0
Q0.1
KM2 KM1 反转
Q0.0
（）
利用计数器实现单按钮控制功能
方法二：利用最基本的逻辑指令来实现单按钮控制功能
I0.0 M0.0 Q0.0
P Q0.0
M0.0
M0.0 （）
Q0.0 （）
利用最基本的逻辑指令实现单按钮控制功能
长动与点动控制电路 长动与点动控制梯形图
自
2
复
位
手动复位 初始化
C30
例题21：抢答器程序设计
LD I0.0 O M0.0 AN M0.1 = M0.0 LD I0.1 O M0.1 AN M0.0 = M0.1 LD M0.0 = Q0.0 LD M0.1 = Q0.1
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※采用西门子PLC构成的DCS实例二
本公司为上海大众汽车有限公司空气压缩机站提供的监控制系统可以作为用西门子
S7-300PLC
组成的DCS另一实例。
本系统的特点是生产压缩空气的7台空压机安装在中心空压机站房内而使用压缩空气的七个车间却分布于厂内各处，每个车间距中心站的距离都在lkm以-上。
用户要求在中心站设置一套DCS监控7台空压缩及其辅助设备，同时还要监测7个车间的用气参数。
如果在7个车间各装一套S7-300PLC采集数据再通过网络与中心站通讯，不仅投资高而且也使网络复杂。
采用西门子公司的分布模块ET200M(1M153-1)可以用作S7-300PLC模块之间的通讯，也就是将PLC作了远程扩展。
这种配置既节省了投资还使系统简化可靠。
各车间的数据采样模块组ET200M所采集的信号经过一对中继器RS485接到中心站的PLCS7-300的中央处理单元，再通过S7-300的中央处理单元CPU连同在中心站所采集的数据一起与设在中心站的操作员站联网通讯交换数据。
各车间安装的ET200M系列模块组如图所示：
各车间的采样模块组由下列几种模块细-合而成：
◇电源程序模块(PS)，与组成S7-300的模块通用
◇ET 200M(1M153-1)分布I／O模块，实际上它也就是一个通讯模块
AI，AO，DI，DO模块与组成S7-300的各模块，如SM321 (D1)、SM322(DO)、SM331 (A1)、SM332(AO)等通用，最多可安装8个模块。
从某种意义来讲，ET200M系列是S7-300PLC的下位机，它与操作员站之间形成一个两级网络。
本系统已成功地运行了两年多。
对于一些测点分散或者有多个控制室的现场均可采用这种方式。