西门子PLC学习
德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
一、分类
德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。 1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。 2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。 3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。 4． 工业通讯网络 通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，“SIMATIC NET”是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间完全兼容。 5． 人机界面（HMI）硬件 HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示，主要有文本操作面板TD200（可显示中文），OP3，OP7，OP17等；图形/文本操作面板OP27，OP37等，触摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。个人计算机（PC）也可以作为HMI硬件使用。HMI硬件需要经过软件（如ProTool）组态才能配合PLC使用。 6． SIMATIC S7工业软件 西门子的工业软件分为三个不同的种类： （1）编程和工程工具 编程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于编程、组态、模拟和维护等控制所需的工具。STEP 7标准软件包SIMATIC S7是用于S7-300/400，C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制产品的组态编程和维护的项目管理工具，STEP 7-Micro/WIN是在Windows平台上运行的S7-200系列PLC的编程、在线仿真软件。 （2）基于PC的控制软件 基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器（PLC）运行用户的程序，运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC，一种是软件PLC，在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC（在用户计算机上安装一个PC卡），它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容，其编程采用统一的SIMATIC编程工具（如STEP 7），编制的程序既可运行在WinAC上，也可运行在S7系列处理器上。 （3）人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面（HMI）或SCADA系统，支持大范围的平台。人机界面软件有两种，一种是应用于机器级的ProTool，另一种是应用于监控级的WinCC。 ProTool适用于大部分HMI硬件的组态，从操作员面板到标准PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成组态。ProTool/lite用于文本显示的组态，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于组态标准PC和所有西门子HMI产品，ProTool/Pro不只是组态软件，其运行版也用于Windows平台的监控系统。 WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。WinCC操作简单，系统可靠性高，与STEP 7功能集成，可直接进入PLC的硬件故障系统，节省项目开发时间。它的设计适合于广泛的应用，可以连接到已存在的自动化环境中，有大量的通信接口和全面的过程信息和数据处理能力，其最新的WinCC5.0支持在办公室通过IE浏览器动态监控生产过程。
设备技术规格及适用环境
1、人机操作接口—HMI操作站
主机：采用工业控制机； 显示器：等离子或液晶显示器; 键盘：工业薄膜操作键盘； 鼠标：工业鼠标； 操作系统软件：采用Windows2000； 操作平台软件：采用联锁平台软件组的显示软件； 操作站型式：控制台是金属台式结构台面为木制，主机安装在控制台内； 外部供电额定电压：220VACU±5%，50Hz±0.2Hz； 外壳防护等级：IP43； 海拔：<1000m； 环境温度： 25℃
2、PLC应用软件编程器
机型：采用商用笔记本； 鼠标：光电鼠标； 操作系统软件：采用Windows2000； 编程平台软件：PLC公司的配套产品； 外部供电额定电压：220VACU±15%，50Hz
3、联锁机（PLC）控制柜装置
机型：德国SIEMENS S7 系列； 电源模板：PS 407系列，输出5VDC,10A ；24VDC, 1A; CPU：SIEMENS 400系列；每个CPU模块有独立开关控制。 模拟量输入模块（AI）：8点/块，0～5V/0～10V（可设定），二线单回路隔离； 开关量输出模块（DO）： 32点/块，24VDC，0.5A，加中间继电器，接点容量≥2A（at 24VDC）; 中间继电器：JWXC-1700，RY2S-UL，RY4S-UL； 型式：金属自立式； 外型尺寸（mm）：2200 X800 X600（高X宽X深）； 外部供电额定电压：220VACU±15%，50Hz，6A；24VDC，3A； 控制柜的防护等级：IP43； 海拔：<1000m； 环境温度： 25℃
4、接口柜装置
反映室外轨道电路的工作状态； 1） ET 200M从站 电源模板：PS 307系列，输出24VDC，5A 接口模板：带Profibus DP 接口，12Mbit/s 开关量输入模板（DI）：16点/块，24VDC，光偶隔离 2） 继电器：JZXC-480 3） 小型继电器：RY4S-UL 4） 压敏电阻： MYL-68V/3KA 5） 空开：C45N-2P 6） 外部供电电源 轨道电路电源：220VAC，6A 微机工作电源：220VACU，6A 微机驱动采集电源：24VDC，3A 7） 轨道柜为金属自立式 8） 外型尺寸（mm）：2200 X1000 X600（高X宽X深） 9） 外壳防护等级：IP43 10） 海拔：<1000m 11） 环境温度： 25℃
道岔柜装置
反映室外道岔电动转辙机的工作状态； 1） ET 200M从站 电源模板：PS 307系列，输出24VDC，5A 接口模板：带Profibus DP 接口，12Mbit/s 开关量输入模板（DI）：16点/块，24VDC，光偶隔离 开关量输出模板（DO）：16点/块，24VDC，0.5A，加中间继电器，接点容量≥2A（at 24VDC） 2） 一启动继电器：JWJXC-H125/0.44 3） 二启动继电器：JYJXC-135/220 4） 锁闭继电器：RY2S-UL 5） 阻容板：ZRB 6） 定操板：DCB 7） 反操板：FCB 8） 表示板：BSB 9） 道岔表示变压器：BD1-7 10） 空开：C45N-1P/2P 11） 外部供电电源 电动转辙机动作电源：220VDC，10A 道岔表示电源：220VAC，3A 道岔控制电源: 50VAC，3A 微机工作电源：220VACU，6A 微机驱动采集电源：24VDC，3A 12） 道岔柜为金属自立式 13） 外型尺寸（mm）：2200 X1000 X600（高X宽X深） 14） 外壳防护等级：IP43 15） 海拔：<1000m 16） 环境温度： 25℃
信号柜装置
反映室外信号机的工作状态； 1） ET 200M从站 电源模板：PS 307系列，输出24VDC，5A 接口模板：带Profibus DP 接口，12Mbit/s 开关量输入模板（DI）：16点/块，24VDC，光偶隔离 开关量输出模板（DO）：16点/块，24VDC，0.5A，加中间继电器，接点容量≥2A（at 24VDC） 2） 信号继电器：JWXC-1700 3） 灯丝继电器：JZXC-H18 4） 动态板：DTB 5） 空开：C45N-1P/2P 6） 外部供电电源 信号点灯电源： 220VAC，6A 信号控制电源: 24VAC，3A 微机工作电源： 220VACU，6A 微机驱动采集电源：24VDC，3A 7） 信号柜为金属自立式 8） 外型尺寸（mm）：2200 X1000 X600（高X宽X深） 9） 外壳防护等级：IP43 10） 海拔：<1000m 11） 环境温度： 25℃
综合柜装置
反映室外道口、场联、机务同意、64D等工作状态； 1） ET 200M从站 电源模板：PS 307系列，输出24VDC，5A 接口模板：带Profibus DP 接口，12Mbit/s 开关量输入模板（DI）：16点/块，24VDC，光偶隔离 开关量输出模板（DO）：16点/块，24VDC，0.5A，加中间继电器，接点容量≥2A（at 24VDC） 2） 设备继电器：JWXC-1700，JPXC-1000 3） 硅整流器：ZG1-42/0.5 4） 空开：C45N-1P/2P 5） 外部供电电源 设备工作电源：220VAC，6A 微机工作电源：220VACU，6A 微机驱动采集电源：24VDC，3A 6） 综合柜为金属自立式 7） 外型尺寸（mm）：2200 X1000 X600（高X宽X深） 8） 外壳防护等级：IP43 9） 海拔：<1000m 10） 环境温度： 25℃ 防雷柜装置：防止因雷击而引起的感应雷对轨道电路的影响； 1） 铁道部定型防雷组合：ZFG-Z/M（B） 2） 18柱端子板：SX24-75-00 3） 空开：C45N-1P/2P 4） 外部供电电源 设备工作电源：220VAC，6A 5） 防雷柜为金属自立式 外型尺寸（mm）：2200 X800 X600（高X宽X深） 外壳防护等级：IP43 海拔：<1000m 环境温度： 25℃ 5、系统供电设备（智能微机电源屏以20KVA为例）：
主备输出电源屏
1） 型号：PWMZ3-20 2）输入为两路独立三相交流380V（+15～-20%）、50HZ±0.5HZ 电压波形失真度≤5%、三相电压不平衡度≤5% 3） 输出电源种类: 轨道电路电源（25周）：2KVA 电动转辙机I/II动作电源： 220/260VDC，总30A 道岔表示电源： 220VAC，5A 道岔控制电源： 50VAC，6A 信号点灯电源： 220VAC，4X5A 信号控制电源： 24VAC，6A 微机工作电源： 220VAC，10A 输入表示电源： 24VDC，20A 交流电源： 220VAC，10A 4） 外型尺寸（mm）：2000 X800 X600（高X宽X深） 5） 外壳防护等级：IP43 6） 海拔：<2000m 7） 环境温度： -5～+40℃在24小时内平均值不超过+35℃ 8） 湿度：空气相对湿度在最高温度为+40℃时不超过50%，约平均最低温度不超过+20℃，月平均最大相对湿度不超过90% 9） 污染等级：3级
网络通讯控制设备
通讯网络：采用100Mbps工业以太网，TCP/IP协议； L1级各站点之间的网络接点：采用工业型交换机； L1级与L2级之间的接点：可以采用路由器； 主干网络线路的物理介质：采用光缆连接。 9、打印设备： 机型：采用宽行打印机，可以进行连续打印文件和故障报表； 外部供电额定电压：220VACU±15%，50Hz
系统遵循的标准及规范
信号微机联锁系统是按照《计算机联锁技术条件》TB /T3027-20##、《信号微机监测系统技术条件》TB/T2496-2000的规定和要求利用计算机设备实现6502电气集中技术条件的要求和功能,并根据自身的特点增强了其他功能，改善了使用的方便性，提高了系统的安全性，大大改善了运输效率。因此可以满足国家及相关部门标准和规范。 〈电气集中各种结合电路技术条件〉TB/T2307-1992 〈铁路区间道口信号设计规范〉TB10070-2000 〈铁路站内道口信号设备技术条件〉GB104941989 〈铁路光（电）缆传输工程设计规范〉TB10026-2000 <铁路信号故障-安全原则〉TB/T2651 〈钢铁企业铁路信号设计规范〉YB9078-99
西门子PLC保养
一、 保养规程、设备定期测试、调整规定
（1） 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况，若发现松动的地方及时重新坚固连接；
（2） 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压；
二、 设备定期清扫的规定
（1） 每六个月或季度对PLC进行清扫，切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下，进行吹扫、清扫后再依次原位安装好，将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生；
（2） 每三个月更换电源机架下方过滤网；
三、 检修前准备、检修规程
（1） 检修前准备好工具；
（2） 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；
（3） 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌；
四、 设备拆装顺序及方法
（1） 停机检修，必须两个人以上监护操作；
（2） 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置；
（3） 关闭PLC供电的总电源，然后关闭其它给模坂供电的电源；
（4） 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下，然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝，电源机架就可拆下；
（5） CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下；
（6） 安装时以相反顺序进行；
五、 检修工艺及技术要求
（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的万能表测量
（2） 电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；
（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；
（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失；
（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（超时）灯亮；
（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；
（7） 更换元件不得带电操作；
（8） 检修后模板安装一定要安插到位