西门子6ES7315-6TH13-0AB0详细说明

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本系统充分利用了具有的众多特点，尤其是它能在恶劣的工业环境下可靠运行和较强的数据处理能力；同时避免PLC自身存在的不足。随着处理模拟量个数的增加而使硬件增加以及自身缺少数码直观显示等功能，设计了一个应用接口系统。在元需增加模拟量处理模块的情况下，能使温度处理通道数根据实际需要来设计，使系统性能比达到优。同时还增加了LED数码显示接口电路，用来实时显示各测温点的温度值或系统信息。这样可使系统的处理能力以满足某些特定应用场合的需要。

二、系统硬件构成

现以A-B公司小型模块组合式可编程控制器SLC5/03及温度传感器Pt100为例，讨论系统硬件构成及各部分作用。SLC5/03型PLC采用模块式组合结构，可根据实际情况任意选择I/0模块的类型和数量，既适用于小型单机控制系统，也适用于大型集散控制系统，同时还提供了许多原本只在大型PLC上才具有的功能。销热电阻Pt100(型号为P)是国际温标ITS一90标准中作为-200～+850℃温区的测量元件之一。所以，用SLC5/03型PLC和温度传感器Pt100作为例子，具有一定的典型性。系统硬件由SLC5/03型PLC、温度传感器Pt100、多路温度采集单元、键盘显示单元、加热驱动器和电加热器等组成

1、可编程控制器本系统所用的SLC5/03型PLC是由框架1746一A7、电源模块1746-P2、CPU模块1747一L532、开关量输入模块1746-IB16、模拟量输入模块1746一NI4、TTL电平输出模块1746一OG16和开关量输出模块1746一0W16等组成口主要负责各测温点温度信号的采集、数据处理、输出显示信息和控制信号等。

2、多路温度采集单元多路温度采集单元由电压源电路、测温电桥、电子开关选择电路等组成。在PLC的控制下，分时将各测温点温度传感器Pt100送来的温度信号(电阻值)转为电压信号。

3、由集成运放LM124及外围元件组成了能抑制共模信号的同相并联差动放大器。该放大器的放大倍数在一定范围内可调，以便将多路温度采集单元送来的电压信号放大到一定的幅值，以满足PLC的模拟量输入模块的电平要求。

4、键盘显示单元由3～8译码器74HC138、八D触发器74H口73、达林顿驱动器MC1413、数码管驱动器MC14495及LED数码管等组成。主要用于P氏的信息显示以及接收控制命令。

5、加热驱动器和电加热器加热驱动器将PLC的控制信号加以放大后再去驱动电加热器工作，以实现恒温控制功能。

三、系统软件设计

考虑到系统控制功能易于扩展的实际情况，采取了模块化方案编制整个控制软件。该软件由初始化模块、键盘处理模块、温度采样模块、数据处理模块、温度控制模块和显示模块等组成，如图2所示。各模块的主要功能为:初始化模块为系统起动运行做好准备工作；键盘处理模块负责键盘扫描与译码工作；温度采样模块负责分时采集各路温度信号；数据处理模块负责解决Pt100的非线性问题，温度控制模块负责产生恒温控制信号；显示模块负责输出显示信息

四、编程

程序是整个自动控制系统的“心脏”，程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买，并且不菲，这一点也需考虑在内。

1、编程方法

一种是使用厂家提供的编程器。也分各种规格型号，大型编程器功能完备，适合各型号PLC，高；小型编程器结构小巧，便于携带，低，但功能简单，适用性差；另一种是使用依托个人电脑应用平台的编程软件，现已被大多数生产厂家采用。各生产厂家由于各自的产品不同，往往只研制出适合于自己产品的编程软件，而编程软件的风格、界面、应用平台、灵活性、适应性、易于编程等都只有在用户亲自操作之后才能给予评价。

2、编程语言

编程语言为复杂，多种多样，看似相同，但不通用。常用的可以划分为以下5类编程语言：

（1）梯形图

这是PLC厂家采用多的编程语言，初是由继电器控制图演变过来的，比较简单，对离散控制和互锁逻辑为有用；

（2）顺序功能图

它提供了总的结构，并与状态处理或机器控制应用相互协调；

（3）功能块图

它提供了一个开发环境，并且特别适用于过程控制应用；

（4）结构化文本

这是一种类似用于计算机的编程语言，它适用于对复杂算法及数据处理；

（5）指令表

它为优化编码性能提供了一个环境，与汇编语言非常相似。

厂家提供的编程软件中一般包括一种或几种编程语言，如TE公司的XTEL编程软件可以使用梯形图（Ladder）、顺序功能图（Grafcet）、结构化文本（Literal）3 种编程语言；Siemens公司的Step7编程软件可以使用梯形图（Ladder）、指令表（STL）两种编程语言；Modicon公司的Modsoft编程软件只使用梯形图（984 梯形）一种编程语言，而另一个Concept编程软件可以使用5种编程语言，依次为梯形图（LD）、顺序功能图（SFC）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）、指令表（IL）。同一编程软件下的编程语言大多数可以互换，一般选择自己比较熟悉的编程语言。

3、存储器

PLC存储器是保存程序和数据的地方，分内制式和外插式两种，存储器容量在512~128M字节之间，一定要根据实际情况选取足够大的存储器，并且要求有一部分空余作为缓存。

PLC存储器按照类型可分随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除只读存储器（EPROM）等。RAM可以任意读写，在掉电后程序只能保持一段时间，适合于在自控系统调试时使用。ROM只能读不能写，程序是由厂家或开发商事先固化的，不能更改，即使失电也不丢失。EPROM与ROM只是EPROM通过方式（如紫外线）可以擦除再写，适合于应用在长时间工作而改动不大的系统中。

4、易于更改

PLC较继电器控制的另一个在于它可以根据实际需要任意更改控制结构（或控制过程），这就要求更改程序方便快捷。

5、是否有模块

部分生产厂家的PLC产品提供一些模块，如通信模块、PID控制模块、计数器模块、模拟输入/输出模块等。在软件上也提供了与此相对应的程序块，往往只是简单的输入一些参数就能实现，便于用户编程。

五、与监控系统的通信

1、人机对话操作台。这是监控系统的早期产品类型，是生产厂家专为自己的PLC产品设计的，适合于点对点控制。结构简单，功能少，面板控制，操作较易，现仍然地应用于现场控制系统中。其优点是在远端控制失效的时候，仍能很好地控制现场。

2、随着计算机的不断发展，依靠PC（包括工控机）的监控系统越来越多地应用在自控系统中，这种监控系统一种是PLC开发商专为自己的（或特定的）产品量身定做的；另一种是软件开发公司开发的适合大多数PLC产品的监控系统。种与PLC产品的相容性强，能够根据PLC产品的特点制定相应的控制方案，应该说仍以PLC为中心；后一种则抛开了PLC产品，注重计算机在图像、动画、声音、网络、数据等方面的，给二次开发提供了较宽松的开发条件，往往可以制作出的监控系统，只要有相应的通信协议（目前已拥有了绝大多数生产厂家的通信协议），就可以与各种类型PLC相连，是当今自控系统。所以，在这方面应考虑所选的PLC与监控系统的通信方式是否可行。

六、可延性

这里包括三个方面含义：

1、产品寿命。大致可以所选择的PLC的使用年限，尽量购买生产日期较近的产品；

2、产品连续性。生产厂家对PLC产品的不断开发升级是否向下兼容，这决定是否有利于现系统对将来新增加功能的应用。

3、产品的更新周期。当某一种型号PLC（或PLC模块）被淘汰后，生产厂家是否能够有足够的备品（或备件）。这时应考虑选择当时比较的PLC。

七、售后服务与技术支持

1、选择好的公司产品；

2、选择信誉好的代理商；

3、是否有较强的售后服务与技术支持。

八、

相对于自控系统性能的好坏**于的选择。只是在前面几项比较接近，又不易选择时，才考虑因数，选择比较高的产品。

在实际选型过程中，往往受到多方面的制约，不一定要考虑以上全部方面，但其中有些项是必须考虑的，而存在的问题也必须通过其它替代方式加以解决。

一般来说通过前5项的比较，已可确定2~3种产品，再考虑到后几项，便可选中较满意的PLC。随着科学技术的不断发展，PLC产品也一定会有一个统一的标准。那时，挑选PLC将是困难的事情。

GPRS在煤矿安全生产监测监控的应用

一、项目背景
    在我国煤炭行业，瓦斯事故是当前煤矿生产的主要灾害。大多数煤矿企业都已经或正在进行瓦斯等安全生产监测监控系统的建设，但由于现有系统的局限性，无法使安全生产监督管理部门及时掌握矿井的瓦斯情况，企业的**及主要安全责任人无法获得瓦斯**限报警信息。
    煤矿安全监测监控系统监测的是什么？是在地下几百里甚至几千里的瓦斯深度是否**标，是否有明火、自燃等安全隐患。但要让矿井监控室的人了解这些指标，甚至让上一级的集团公司对此了如指掌，就有难度了，传输问题*，信息传输半径即使只短了一米，也会造成无法挽回的灾难。比如将瓦斯浓度监测头监测到的数据从井下传到井上，再从井上传递到监控站进行监控和分析，后将处理意见传回井下。由于煤矿是野外作业，点多、分散、距离长，施工现场与公司之间的信息交流长期以来没有好的解决方案，很多地方甚至连电话线都没有，更谈不上采用光纤接入等方式。怎么解决？
    二、GPRS方案的优势
    煤矿瓦斯监测无线SMS报警系统，充分利用当前先进的通信网络及信息技术，与监测监控系统紧密结合，实时采集数据，识别，全天候处理，通过SMS短信将瓦斯实时信息发送到各级相关责任人手中，为有效防范煤矿瓦斯事故提供辅助手段，达到群防群治的目的。煤矿瓦斯监测无线SMS报警系统，通过标准的数据采集网关，实现了不同的监测监控系统数据采集功能；通过移动通信的GPRS或CDMA网络，实现基于TCP/IP协议的监测数据的远程无线传输。同时，通过短信（SMS）方式将报警信息发送到相关人员的手机上。
    由于井下几百里是没有信号的，必须通过光缆将井下信息和井上信息互通，同时用数字信号代替以前的模拟信号，增强信息的准确性，免受干扰。当监控装置检测到瓦斯浓度、风速**过限定值或主扇开、停或运行负荷变化较大时，GPRS数据通信模块将井上信息传递到监控站，同时，通过短信（SMS）方式将报警信息发送到相关人员的手机上。集团公司和各矿相关**均能及时掌握瓦斯**限情况，及时指挥协调安全生产工作。
    基于无线传输的网络平台，为不具备有线传输条件的企业，特别是地域跨度较大的煤炭企业，提供了成本低、、高效率的数据传输平台，为煤炭企业安全生产提供强有力的监测手段。
    三、解决方案介绍
    （一）系统结构
    1、煤矿信息点：采用厦门灵旗通信有限公司的LQ1200 GPRS透明无线终端，通过RS232/RS485/TTL与煤矿设备采集点连接，接入移动公司为煤矿中心站提供的GPRS网络,网络对煤矿信息点的接入地点、时间、数量没有限制可以随时增减。可以满足山区、偏远地区和跨地区接入的需求。
    2、煤矿中心站：本系统中网络代理服务器可采用ADSL、LAN等INTELNET公网连接，采用公网固定IP， GPRS数据传输终端上电后，它会根据预先设定在其内部的IP地址来主动访问网络代理服务器，通过代理服务器和监控中心建立TCP/IP链路。监控中心主站本身维护接入的每个终端的IP地址和ID号，当主站要向某个监控终端提出数据请求时，它会根据IP地址和ID号来找到对应的终端，将命令下发到该终端，终端响应后通过GRPS数据传输终端把数据发到网络代理服务器端口，通过端口影射转发到监控中心主站，即完成了一个应答式的通讯流程，当煤矿信息点数量增加，中心不用扩容即可满足需求。