西门子工业自动化研究综述.docx

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1、西门子工业自动化研究综述摘要：随着科学技术的发展，工业控制的技术发展越来越快，工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高，而工业控制器PLC、工业PC等的应用也大幅度提高了系统的自动化程度，触摸屏，人机界面的使用也使得工业现场的监控更加方便，变频器的发展也使得控制的精度越来越高。现场总线的发展使得系统的通讯更加方便。本文主要对工业控制进行一下初步的了解。关键词：PLC；人机界面；现场总线引言工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中，尽量减少人力的操作，而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工

2、作，即称为工业自动化生产，而使工业能进行自动生产之过程。所谓的参数控制就是通过计算机控制系统，利用各种算法使系统达到稳态。减少人力操作是通过使用计算机和可编程控制器就是PLC，来实现整个工厂的自动控制的。监控方面也采用了集中监控和部分分散监控相结合的原则，对工厂自动化系统而言，使用人机界面软件监控，如西门子公司的WINcc，组态王，万维公司的InTouch，还有北京亚控科技发展有限公司开发的组态王kingview等等。对系统局部的控制或者监测可以使用触摸屏。在运动控制和过程控制过程中，变频器的使用也是十分的广泛，主要用于交流电机的调速

3、。而西门子公司对工厂自动化控制过程所要用到的设备的生产和研发也是非常的到位的。一．西门子PLCPLC（ProgrammableLogicController）就是可编程逻辑控制器。德国西门子公司是世界上研制PLC最早的少数几个公司之一。欧洲第一台PLC是由该公司在1973年研制成功的，1975年推出了SIMATICS3系列PLC，1979年推出了SIMATICS5系列，20世纪末又推出了SIMATICS7系列的PLC。　西门子S7系列PLC更接近于现场要求：高可靠性，减少了中间接口，具有多中断、现场总线口、集成电位器、定时器、计数器、

4、码盘接口等高级成功能，以及强大的网络功能：RS232／485接口及多种现场总线标准、远程I/O，还可以作为DCS的下位站和PC机的下位机。同时支持多种编程语言，多种编程环境和可配套的集成软件。【1】S7系列PLC系统结构如图1所示。【2】对市场而言，西门子系列plc一直在中国占主导地位，占有率更是远远超过了三菱和欧姆龙，虽然罗克韦尔的plc在最近几年市场占有率上升得很快，但是暂时还是不能撼动西门子在国内市场的霸主地位。【3】据市场反映，西门子plc具有抗干扰能力强，稳定性高，通讯能力好，软件编程方便，组态软件连接容易等优点，但普遍缺点

5、是价格比较贵，所以按照全世界plc的发展趋势来看，西门子plc的发展趋势应该是体积进一步减少，成本进一步降低来适应工厂空间和市场需求。【4】【13】对大多数控制器来说，系统内部有自带的算法，如常见的PID算法，只要设置好参数就能实现一般的PID控制器功能。这样大大提高了生产效率和设备成本。二．人机界面人机界面（HumanMachineInteraction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与

6、人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。【5】传统的工厂监控用的是人力来监测系统哪一部分出现问题然后着手解决，这样的话控制系统每一部分都要安排一部分人每天不停监控，测量设备内部是否出现问题，这样大大浪费了人力资源和时间而且必须是系统出了问题才能检测得到，这样对工厂的生产有巨大的影响。为了解决这样的问题人机界面软件应运而生，人机界面能通过变量连接在线检测变量的变化趋势而描绘出变量变化趋势图，人们只需要在监控室里面监控系统变量的变化趋势是否触及报警线而提前对系统故障进行应对。而且人机界面具有在线监控，故障报警

7、，数据归档等功能对过程变量的数据进行存储，对往后控制系统的升级和优化提供了便利。西门子公司的人机界面组态软件SIMATICWincc（windowscontrolcenter），从1996年进入世界工控组态软件市场，当年就被美国controlengineering杂志评为最佳HMI软件，以最短的时间发展成第三个在世界范围内成功的SCADA系统；而在欧洲，它无可争议的成为第一。【6】Wincc还可以为各种总线提供各种各样的通道，使之与各种总线实现通讯。现场总线控制系统（Fieldbuscontrolsystem）作为现今工厂自动化发展的

8、趋势，其开放性是它能取代DCS的重要原因。Wincc为西门子系列的总线提供了专用的协议通道，为其他非西门子品牌的设备提供了OPC通道，使各种品牌的自动化设备能集成到同一个自动控制系统里面，不仅能够降低构建系统的成本，还大