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 S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能**為強大的 PLC。它可以成功實現全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業和過程工業系統解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正常”I/O 現場總線。另外，還可以實現額外需要的與 MES/ERP 系統或 Internet 的連接。結合使用 SIMATIC 工程組態工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用高級語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態圖和工藝圖的圖形化組態工具。 CP341模塊是西門子S7—3001400系列PLC中的串行通訊模塊。該模塊具有1個串行通訊口(RS232C或 TTY或RS485／422)，RS422／485的通訊**距離位1200m。支持以下協議ASCII，ModbusRTU遠程終端，Data Highway(DF1協議)，電氣接口為15針D型孔接頭?？梢允褂眠@種通訊模塊實現S7300／400與其它串行通訊設備的數據交換。例如打印機、掃描儀、儀表、Modbus主從站、Data Highway站、變頻器。USS站等。CP341模塊可以同時與多臺串行通訊設備進行通訊。如同時連接多個變頻器、連接多個智能儀表等。如果采用RS422／485 modbus RTU通訊方式，需要在發送的數據包中包括站號、數據區、讀寫指令等信息。供CP341模塊所連接的從站設備鑒別數據包是發給哪個站的。以及該數據包是對那個數據區進行的讀或寫的功能。

西門子S7-400H PLC在垃圾發電項目上的應用

一、引言
       隨著城市人口不斷擴張，每天產生的城市垃圾越來越多，依靠傳統的填埋方式已經無法滿足垃圾處理的需求，因此出現了垃圾焚燒廠來處理垃圾。由于垃圾焚燒過程中會產生大量的蒸汽，這些蒸汽帶動汽輪機，進而由汽輪機帶動發電機進行發電是一套行之有效的做法。目前，我國有多個城市都設有垃圾發電廠，一方面能緩解日益緊張的垃圾處理需求，同時又能產生經濟效益，是一個兩全其**方法。但是，在垃圾處理過程中，會產生大量煙氣，對大氣造成污染，所以需要一個煙氣凈化系統來對垃圾焚燒產生的煙氣進行處理。在天津濱海新區的垃圾發電項目中，使用到了基于西門子PLC S7-400H系列的控制系統。該控制系統采用冗余結構，安全可靠，不會由于故障等原因造成停機，使得垃圾發電廠可以持續進行煙氣凈化處理，保持了控制系統的穩定運行。
　　
　　二、煙氣凈化工藝簡介
        煙氣凈化系統的工藝過程如圖1所示：
　　
　　                                                                               圖1 煙氣凈化系統工藝
由垃圾焚燒產生的煙氣，首先經過脫酸系統，去除煙氣中包含的酸性氣體，在脫酸系統中加入石灰漿，作為原料，與氣體中的酸性物質中和從而達到脫酸的目的。然后加入消石灰，碳酸氫鈉，硅藻土等物質，進一步去除氣體中的酸性物質。其次，氣體進入到除塵系統，主要作用是去掉氣體中的灰塵；**后，氣體到達脫硝系統，脫硝系統由尿素產生氨氣，用來去除氣體中的氮氧化物。經處理后的氣體達到環保要求，經煙囪排出，其中防白煙風機會改變煙氣中的含水量，改變氣體排出后的視覺效果。
　　
脫酸系統，除塵系統以及鍋爐產生的灰渣，通過飛灰輸送系統采集到一起，**后通過固化處理，填埋的區域。
　　
　　三、控制系統組成
控制系統硬件的核心是西門子S7-400H系列PLC，本系統采用6套CPU414-5H冗余系列CPU，一旦主CPU由于某種原因停機，系統立即切換到副CPU工作，這樣可以保證控制系統的連續運行。I/O模塊采用西門子分布式I/O，西門子ET200M系列，并通過IM153-2進行DP通訊。主控室有5臺計算機，其中2臺為工程師站，用于程序的修改和調試；另外3臺是操作員站，由操作員對控制系統設備進行操作。整個控制系統布置圖如圖2所示：
        　　
　　                                                                                                 圖2 煙氣凈化控制系統
        四、控制系統
工作流程控制系統軟件采用STEP7 V5.5進行設計，從功能上講共分為6部分，其中第1，2部分是兩條生產線，包含脫酸系統，除塵系統，脫硝系統，尿素制備系統；第3，4部分是公共部分，包含石灰漿制備，硅藻土制備，活性炭、碳酸氫鈉輸送系統等；第5部分是飛灰輸送，將氣體中的灰渣和鍋爐中的灰渣收集起來；第6部分是飛灰固化，將收集后的灰渣作固化處理，為填埋做好準備。
　　
　　上位機共5臺，軟件使用WinCC V7.0，可以對設備進行單體操作和流程控制。下面以1號生產線的除塵系統的流程控制為例，說明控制系統的工作流程，詳見圖3：
　　
　　                     圖3 煙氣凈化系統除塵流程控制

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數字量輸入和輸出點的尋址總是以 8 位為一組，從 x.0 到 x.7，即使沒有那么多的實際連接端子可用，情況也是如此。

CPU 上的數字量輸入和輸出點具有固定地址，總是以 I0.0 或 Q0.0 起始。根據實際接線端子數目的不同，地址按順序遞增分配 (例如從 I0.0 至 I0.7 和 I1.0 至 I1.7 等等)。

圖 1 中的 CPU 擁有 14 個輸入點，從 I0.0 到 I0.7 和 I1.0 to I1.5 是實際存在的， 輸入點 I1.6 和 I1.7 物理上并不存在，但依然按上述占據了地址。自然，這些“占位”地址即不能被用戶程序使用，也不能再分配給后續的擴展模塊。

圖 01

擴展模塊上的數字量輸入點也按同樣的規律分配地址，只不過與 CPU 相比，它們沒有固定地址，只是在它們左邊的(實際和虛擬)輸入地址的基礎上。

圖 02

如果一個擴展模塊加入到已有的兩個模塊之間，則新模塊右側的模塊的地址都要改變。圖 3 表示了此種配置的改變。

圖 03

模擬量輸入和輸出通道地址總是成對分配，并且總是以偶數地址開始(AIW0, AIW2 和 AQW0, AQW2 等)。 如果模塊上只有一個實際接線通道，第二個通道也分配了地址，但不能使用。

圖 04

描述：

PROFINET - 自動化領域的以太網

PROFINET 是全球的工業自動化以太網，所安裝的節點數已超過 580 ¹⁾ 萬個。

PROFINET 通過加快生產、生差率和工廠可用性來推動公司的成功。

¹⁾來源：PROFIBUS 和 PROFINET 組織 (PI) ，2013 年版

產品優勢一覽：

靈活性

由于產品生命周期越來越短，快速響應和的流程便成為在全球市場上的競爭中獲勝的先決條件。

PROFINET 可確保工廠結構和生產中的zui高靈活性，并可用來實現創新的機器設備方案。例如，可以將式設備集成到相對不易訪問的。

IWLAN

PROFINET 還支持與工業無線局域網之間的無線通信，從而開創了全新的應用領域。例如，可以將這樣的易磨損技術替換，并可以采用自動引導車輛以及式操作員面板。

性

PROFIsafe 規范，已經使用PROFIBUS 進行了驗證，可以在單個總線電纜上傳輸數據和相關數據，也能與PROFINET 組合使用。無需網絡組件即可實現故障通信；交換機和網絡轉換的使用也無任何。另外，通過工業無線 LAN (IWLAN)，還可實現故障通信。

靈活的拓撲結構

除了現有現場總線所具有的直線拓撲外，PROFINET 還可以采用星形、樹形和環形拓撲。 通過采用有源網絡組件（如工業以太網交換機和介質轉換器）的交換技術，或通過將交換機功能集成到現場設備中，即可實現這些拓撲結構。 這樣就會機器設備規劃的靈活性，并節約布線成本。

PROFINET 網絡的安裝無需任何專門知識，并且此網絡可與工業相關的全部要求。PROFINET 指南“布線和互連技術”為廠商和用戶提供了網絡安裝支持。根據具體的應用，可以使用銅質對稱電纜或者 RFI 屏蔽型光纖電纜。 使用、可靠耐用的式連接器（防護等級高達 IP65/IP67），可以方便地連接不同生產商的設備。

由于設備中集成了交換機功能，因此可基于現有設備或工廠結構來組態拓撲。這可以極大地節省電纜布線費用，并例如外部交換機等的組件數量。

開放式

PROFINET 是一種于供應商的開放式 (IEC 61158/61784)， PROFIBUS 和 PROFINET 組織 (PI) 的支持。它代表著zui高度、開放式 IT 通信、網絡和同時實時通信。

由于具有開放性，PROFINET 為在工廠中實現統一自動化網絡奠定了基礎，所有機器設備都可與之相連。例如，通過使用網絡轉換設備，也可以順利地使用 PROFIBUS 來集成工廠的現有部分。