西门子CPU模块6ES7288-1SR40-0AA1

 S7-400 是 SIMATIC 控制器家族能**为强大的 PLC。它可以成功实现全集成自动化 (TIA) 解决方案。S7-400 是一个用于制造业和过程工业系统解决方案的自动化平台，其主要特点是具有模块化的结构并拥有性能储备。通过功能强大的 S7-400 背板总线和可直接连接到 CPU 的通信接口，可实现许多大量通信线路的高性能操作。例如，这样可以拥有一条用于 HMI 和编程任务的通信线路、一条用于高性能等距运动控制组件的通信线路和一条“正常”I/O 现场总线。另外，还可以实现额外需要的与 MES/ERP 系统或 Internet 的连接。结合使用 SIMATIC 工程组态工具，可极为高效地对 S7-400 进行组态和编程，尤其对于采用高性能工程组件的广泛自动化任务。为此，可以使用语言（如 SCL）以及用于顺序控制、状态图和工艺图的图形化组态工具。 CP341模块是西门子S7—3001400系列PLC中的串行通讯模块。该模块具有1个串行通讯口(RS232C或 TTY或RS485／422)，RS422／485的通讯**距离位1200m。支持以下协议ASCII，ModbusRTU远程终端，Data Highway(DF1协议)，电气接口为15针D型孔接头。可以使用这种通讯模块实现S7300／400与其它串行通讯设备的数据交换。例如打印机、扫描仪、仪表、Modbus主从站、Data Highway站、变频器。USS站等。CP341模块可以同时与多台串行通讯设备进行通讯。如同时连接多个变频器、连接多个智能仪表等。如果采用RS422／485 modbus RTU通讯方式，需要在发送的数据包中包括站号、数据区、读写指令等信息。供CP341模块所连接的从站设备鉴别数据包是发给哪个站的。以及该数据包是对那个数据区进行的读或写的功能。

西门子S7-400H PLC在垃圾发电项目上的应用

一、引言
       随着城市人口不断扩张，每天产生的城市垃圾越来越多，依靠传统的填埋方式已经无法满足垃圾处理的需求，因此出现了垃圾焚烧厂来处理垃圾。由于垃圾焚烧过程中会产生大量的蒸汽，这些蒸汽带动汽轮机，进而由汽轮机带动发电机进行发电是一套行之有效的做法。目前，我国有多个城市都设有垃圾发电厂，一方面能缓解日益紧张的垃圾处理需求，同时又能产生经济效益，是一个两全其**方法。但是，在垃圾处理过程中，会产生大量烟气，对大气造成污染，所以需要一个烟气净化系统来对垃圾焚烧产生的烟气进行处理。在天津滨海新区的垃圾发电项目中，使用到了基于西门子PLC S7-400H系列的控制系统。该控制系统采用冗余结构，安全可靠，不会由于故障等原因造成停机，使得垃圾发电厂可以持续进行烟气净化处理，保持了控制系统的稳定运行。
　　
　　二、烟气净化工艺简介
        烟气净化系统的工艺过程如图1所示：
　　
　　                                                                               图1 烟气净化系统工艺
由垃圾焚烧产生的烟气，首先经过脱酸系统，去除烟气中包含的酸性气体，在脱酸系统中加入石灰浆，作为原料，与气体中的酸性物质中和从而达到脱酸的目的。然后加入消石灰，碳酸氢钠，硅藻土等物质，进一步去除气体中的酸性物质。其次，气体进入到除尘系统，主要作用是去掉气体中的灰尘；**后，气体到达脱硝系统，脱硝系统由尿素产生氨气，用来去除气体中的氮氧化物。经处理后的气体达到环保要求，经烟囱排出，其中防白烟风机会改变烟气中的含水量，改变气体排出后的视觉效果。
　　
脱酸系统，除尘系统以及锅炉产生的灰渣，通过飞灰输送系统采集到一起，**后通过固化处理，填埋的区域。
　　
　　三、控制系统组成
控制系统硬件的核心是西门子S7-400H系列PLC，本系统采用6套CPU414-5H冗余系列CPU，一旦主CPU由于某种原因停机，系统立即切换到副CPU工作，这样可以保证控制系统的连续运行。I/O模块采用西门子分布式I/O，西门子ET200M系列，并通过IM153-2进行DP通讯。主控室有5台计算机，其中2台为工程师站，用于程序的修改和调试；另外3台是操作员站，由操作员对控制系统设备进行操作。整个控制系统布置图如图2所示：
        　　
　　                                                                                                 图2 烟气净化控制系统
        四、控制系统
工作流程控制系统软件采用STEP7 V5.5进行设计，从功能上讲共分为6部分，其中第1，2部分是两条生产线，包含脱酸系统，除尘系统，脱硝系统，尿素制备系统；第3，4部分是公共部分，包含石灰浆制备，硅藻土制备，活性炭、碳酸氢钠输送系统等；第5部分是飞灰输送，将气体中的灰渣和锅炉中的灰渣收集起来；第6部分是飞灰固化，将收集后的灰渣作固化处理，为填埋做好准备。
　　
　　上位机共5台，软件使用WinCC V7.0，可以对设备进行单体操作和流程控制。下面以1号生产线的除尘系统的流程控制为例，说明控制系统的工作流程，详见图3：
　　
　　                     图3 烟气净化系统除尘流程控制

 6ES7468-1BF00-0AA0

数字量输入和输出点的寻址总是以 8 位为一组，从 x.0 到 x.7，即使没有那么多的实际连接端子可用，情况也是如此。

CPU 上的数字量输入和输出点具有固定地址，总是以 I0.0 或 Q0.0 起始。根据实际接线端子数目的不同，地址按顺序递增分配 (例如从 I0.0 至 I0.7 和 I1.0 至 I1.7 等等)。

图 1 中的 CPU 拥有 14 个输入点，从 I0.0 到 I0.7 和 I1.0 to I1.5 是实际存在的， 输入点 I1.6 和 I1.7 物理上并不存在，但依然按上述占据了地址。自然，这些“占位”地址即不能被用户程序使用，也不能再分配给后续的扩展模块。

图 01

扩展模块上的数字量输入点也按同样的规律分配地址，只不过与 CPU 相比，它们没有固定地址，只是在它们左边的(实际和虚拟)输入地址的基础上。

图 02

如果一个扩展模块加入到已有的两个模块之间，则新模块右侧的模块的地址都要改变。图 3 表示了此种配置的改变。

图 03

模拟量输入和输出通道地址总是成对分配，并且总是以偶数地址开始(AIW0, AIW2 和 AQW0, AQW2 等)。 如果模块上只有一个实际接线通道，第二个通道也分配了地址，但不能使用。

图 04

描述：

PROFINET - 自动化领域的以太网

PROFINET 是全球的工业自动化以太网，所安装的节点数已超过 580 1) 万个。

PROFINET 通过加快生产、生差率和工厂可用性来推动公司的成功。

1)来源：PROFIBUS 和 PROFINET 组织 (PI) ，2013 年版

产品优势一览：

灵活性

由于产品生命周期越来越短，快速响应和的流程便成为在全球市场上的竞争中获胜的先决条件。

PROFINET 可确保工厂结构和生产中的zui高灵活性，并可用来实现创新的机器设备方案。例如，可以将式设备集成到相对不易访问的。

IWLAN

PROFINET 还支持与工业无线局域网之间的无线通信，从而开创了全新的应用领域。例如，可以将这样的易磨损技术替换，并可以采用自动引导车辆以及式操作员面板。

性

PROFIsafe 规范，已经使用PROFIBUS 进行了验证，可以在单个总线电缆上传输数据和相关数据，也能与PROFINET 组合使用。无需网络组件即可实现故障通信；交换机和网络转换的使用也无任何。另外，通过工业无线 LAN (IWLAN)，还可实现故障通信。

灵活的拓扑结构

除了现有现场总线所具有的直线拓扑外，PROFINET 还可以采用星形、树形和环形拓扑。 通过采用有源网络组件（如工业以太网交换机和介质转换器）的交换技术，或通过将交换机功能集成到现场设备中，即可实现这些拓扑结构。 这样就会机器设备规划的灵活性，并节约布线成本。

PROFINET 网络的安装无需任何专门知识，并且此网络可与工业相关的全部要求。PROFINET 指南“布线和互连技术”为厂商和用户提供了网络安装支持。根据具体的应用，可以使用铜质对称电缆或者 RFI 屏蔽型光纤电缆。 使用、可靠耐用的式连接器（防护等级高达 IP65/IP67），可以方便地连接不同生产商的设备。

由于设备中集成了交换机功能，因此可基于现有设备或工厂结构来组态拓扑。这可以极大地节省电缆布线费用，并例如外部交换机等的组件数量。

开放式

PROFINET 是一种于供应商的开放式 (IEC 61158/61784)， PROFIBUS 和 PROFINET 组织 (PI) 的支持。它代表着zui高度、开放式 IT 通信、网络和同时实时通信。

由于具有开放性，PROFINET 为在工厂中实现统一自动化网络奠定了基础，所有机器设备都可与之相连。例如，通过使用网络转换设备，也可以顺利地使用 PROFIBUS 来集成工厂的现有部分