一般編程人員會認為，西門子plc控制系統(tǒng)設計極大地促進了基于西門子plc使用環(huán)境的控制功能和控制系統(tǒng)水平的提高，應在很大程度上避免這種影響。小編今天就針對plc在控制系統(tǒng)中的應用，來談談自己的見解，共分為以下幾部分。

　西門子PLC控制系統(tǒng)設計原則

　　1)實用性

　　實用性是控制系統(tǒng)設計的基本原則。在研究受控對象時，工程師還必須了解使用控制系統(tǒng)的環(huán)境，以便控制系統(tǒng)可以設計為滿足用戶的所有要求。硬件應盡可能小巧靈活，軟件應簡單方便。

　　2)可靠性

　　可靠性是控制系統(tǒng)的一個非常重要的原則。對于某些可能存在危險的系統(tǒng)，必須保證控制系統(tǒng)長期穩(wěn)定、安全、可靠地運行。即使控制系統(tǒng)本身存在問題，也至少能保證不會造成人員和財產的重大損失。在系統(tǒng)規(guī)劃的初始階段，應充分考慮系統(tǒng)可能存在的問題，提出不同的設計方案，并選擇一個非常可靠、易于實施的解決方案。在硬件設計中，應根據設備的重要性考慮適當?shù)膫浞莼蛉哂唷Ｔ谲浖O計中，應采取相應的保護措施，確保不存在重大遺漏，并可在反復試驗后進行在線調試操作。

　　3)經濟性

　　這就要求工程師使系統(tǒng)的軟件和硬件配置既經濟又經濟，同時又實用可靠。不要盲目追求新技術和高性能。硬件的選擇應以節(jié)約和利用為基礎，軟件應在開發(fā)周期和產品功能之間取得平衡。還應考慮所使用的產品是否能夠獲得完整的技術信息和售后服務，以降低開發(fā)成本。

　　4)可擴展性

　　這要求工程師在系統(tǒng)的整體規(guī)劃中充分考慮用戶未來的生產開發(fā)和過程改進要求，并且應該在控制器的計算能力和I / O端口數(shù)量方面具有適當?shù)挠嗔浚瑫r保留外部擴展。用于系統(tǒng)擴展和監(jiān)控需求的接口。

　　5)先進性

　　這就要求工程師在硬件設計中采用先進的技術和成熟的產品組成控制系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)在一定的時間內保持先進，不會被市場淘汰。該原理與經濟性相結合，使控制系統(tǒng)具有成本效益。

　　西門子plc控制系統(tǒng)設計流程

　　　在設計控制系統(tǒng)時，必須遵循一定的設計過程，掌握設計過程，提高設計效率和控制系統(tǒng)的正確性。受控對象的分析與描述對受控對象的分析是對受控對象的流程進行詳細分析，并了解其工作特性。這一階段需要與用戶進行深入的交流，以確保分析的全面性和準確性。在設計控制系統(tǒng)時，通常需要滿足某些特定的目標和要求，即滿足實際應用或客戶的需要。在分析受控物體時，必須考慮到這些指標和要求。綜合分析后，有必要根據一定的原理對控制對象進行工程上的準確描述，為plc控制系統(tǒng)的設計奠定良好的基礎

　1)系統(tǒng)規(guī)模

　　根據受控對象的工藝流程，復雜性和技術要求，系統(tǒng)的規(guī)模可分為三種尺寸：大，中，小。確保硬件資源具有一定的保證金而不是浪費。

　　小型控制系統(tǒng)適用于單機或小型生產過程。順序控制是主要方法。信號主要是交換的。I/O點很少(少于128點)。不需要準確度和響應時間。S7-200通常用于滿足控制要求。

　　中型控制系統(tǒng)適用于復雜的邏輯和閉環(huán)控制的生產過程，有大量的i/o點(介于128和512之間)和一些特殊的功能，如pid控制。一般選用s7-300等。

　　大型控制系統(tǒng)適用于大規(guī)模過程控制，DCS系統(tǒng)和工廠自動化網絡控制。 I / O點的數(shù)量較多(高于512點)，控制對象的過程更復雜，對準確性和響應時間的要求更高。應選擇具有智能控制，高速通信，數(shù)據庫，功能計算等的高端西門子plc，如S7-400。

　　2)硬件配置

　　根據系統(tǒng)規(guī)模和客戶技術估計控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)。分析了被控對象的過程，計算了I/O點和I/O類型。根據不同的設備和生產區(qū)域，定義每個I/O點的位置和功能。添加10%到20%的備份，給出I/O點的詳細列表。

　　3)軟件配置

　　根據控制系統(tǒng)的設計要求選擇合適的軟件，包括系統(tǒng)平臺軟件和編程軟件。

　　上位機監(jiān)控軟件的選擇。首先，您需要考慮監(jiān)控的點數(shù);是否有報警顯示，趨勢分析，報告打印和歷史記錄。

　　4)控制功能

　　要正確控制控制系統(tǒng)的大小，必須首先了解每個控制器的特性，例如性能參數(shù)、應用程序、行業(yè)解決方案、可靠性和多功能性。如何選擇控制系統(tǒng)一般遵循以下幾點：

　　控制系統(tǒng)是否需要冗余，i/o信號模塊是否需要冗余，通信是否需要冗余。

　　有多少個控制點，包括數(shù)字輸入和輸出點，模擬輸入和輸出點。

　　受試者的治療過程是否復雜，是否需要抗哮喘等特殊功能。

　　模擬信號是否需要安全柵;信號類型、電壓類型或電流類型;電壓和電流測量范圍。

　　是否需要插入信號模塊并在線更換。如果需要，還需要考慮額外的特殊背板插槽。

　　當系統(tǒng)和外部故障(如短路或偽造)發(fā)生時，信號模塊需要自動將輸入和輸出信號切換到預設的安全值。如有必要，考慮使用故障安全控制器和信號模塊。

　　當需要與第三方設備通信時，需要考慮通信距離的長度和相應的通信接口協(xié)議，并選擇不同的通信模塊。

　　1)受控制物體的分析。詳細分析控制對象的工藝流程，了解其工作特性。這一階段需要與用戶進行深入的交流，以確保分析的全面性和準確性。

　　2)繪制流程圖。在第一步之后，您應該徹底了解受控對象的整個流程。為了更直觀和簡潔的表示，繪制了流程圖以準備后續(xù)系統(tǒng)設計。

　　3)PID映射可用于過程控制系統(tǒng)中表示控制關系。

　　西門子plc控制系統(tǒng)總體設計

　　在設計控制系統(tǒng)之前，您需要演示系統(tǒng)的解決方案。它主要是預測和估計整個系統(tǒng)的可行性。在這個階段，有必要充分考慮在系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)中將遇到的各種問題。如果您沒有經歷過該項目，則應仔細檢查該站點并詳細說明設計系統(tǒng)中每個步驟的可行性。特別是在硬件實現(xiàn)階段，稍微粗心一點會造成很多麻煩。如果系統(tǒng)不成功，將導致嚴重的人員和財產損失。實施項目的障礙通常是由于這一步驟缺乏努力。

　　系統(tǒng)的總體設計與整個系統(tǒng)的總體架構有關，必須仔細考慮每個細節(jié)。首先，它必須能夠滿足用戶的基本要求;其次，為了保證系統(tǒng)的可靠性，不可能出現(xiàn)頻繁的故障，即使出現(xiàn)故障，也不會造成很大的損失;其次，經濟性等方面的考慮。

　　一般來說，在系統(tǒng)總體設計時，需要考慮下面幾個問題：

　(1)確定系統(tǒng)是由西門子plc單獨控制，它主要根據系統(tǒng)的規(guī)模和用戶要求的來進行系統(tǒng)配置。對于一般的中小型過程控制系統(tǒng)，西門子plc獨立控制基本上可以滿足功能要求。但是，也可以利用分散控制系統(tǒng)的概念，其中分散，管理和監(jiān)控風險和控制。這可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。

　　(2)是否需要與其他部分溝通?整個控制系統(tǒng)至少由控制器、被控對象和監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。因此，控制器至少與監(jiān)控系統(tǒng)通信。是否與其他控制單元或部門通信取決于用戶的請求。通常，如果用戶不請求，就會有這樣的通信接口。

　　(三)使用哪種通信方式。一般地說，profibus dp用于現(xiàn)場控制級別，profinet用于從現(xiàn)場控制級別到監(jiān)控系統(tǒng)的通信。然而，有時它們可以互換使用，適當?shù)耐ㄐ攀侄慰梢灾鸢高x擇。

　　(4)是否需要冗余備份系統(tǒng)。根據系統(tǒng)所需的安全級別，選擇其他方法。在數(shù)據存檔的情況下，可以使用OS服務器冗余來防止存檔數(shù)據的丟失;在自動化站(AS)中，可以冗余地使用控制器以防止系統(tǒng)因故障而導致系統(tǒng)停機或不可預測的結果。我備份了系統(tǒng)。選擇正確的冗余備份可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。

　　在選擇控制系統(tǒng)之前，首先要考慮如何構建系統(tǒng)的網絡結構。圖1-2顯示了網絡結構。

　　確定系統(tǒng)的操作站、過程控制站和位置如何相互連接。是否需要工業(yè)以太網交換機。

　　在正常情況下，現(xiàn)場控制室和主控制室以及電控柜都放置在遠處的兩個地方。為了確保信號的穩(wěn)定性和可靠性，認為光纜連接到每個開關。同時，為了重新定義通信線路，考慮具有榮譽管理功能的工業(yè)以太網交換機，并且現(xiàn)場操作站和過程控制站形成為光纖環(huán)網絡。以這種方式，即使在一個方向上的通信被破壞，也可以在另一個方向上繼續(xù)通信。

　　對于過程控制站與實時信號的連接，傳統(tǒng)的方法是通過硬件將現(xiàn)場信號直接連接到過程控制站。因此，如果距離太遠，信號傳輸就會耗盡，特別是模擬信號。當信號點較多時，接線也比較復雜，浪費了材料。因此，分布式I/O從站(如果現(xiàn)場處于危險區(qū)域，則需要本質安全的分布式I/O從站)通常安裝在現(xiàn)場，實時信號直接連接到I/O從站。信號通過現(xiàn)場總線傳輸?shù)竭^程控制站。

　　理解和學習作為自動化的重要基礎，已成為工業(yè)控制領域的重要基石。

       總結：本文主要關于西門子plc控制系統(tǒng)設計以及西門子plc使用環(huán)境條件，容感電氣專注控制系統(tǒng)15年，是一家以研發(fā)工業(yè)控制系統(tǒng)為主，以科技為導向，集科研、開發(fā)、生產、銷售及服務為一體高新技術企業(yè)。提供電氣自動化控制產品研發(fā)、生產、銷售及工業(yè)控制配套、系統(tǒng)設計、技術咨詢服務