西门子S7-300PROFIBUS网络数据传输接头

SCALANCE W774-1RJ45的接入点，其设计支持高达300Mbit/s的传输速率。装置配有结构紧凑、坚固耐用的密封式铝壳，并带有一个可插接Key-Plug卡，以备升级W700iFeatures且支持以太网供电技术（PoE）的插槽。风功率预测模块根据各台风机处的风速以及风机的风功率曲线预测风机输出功率大值。风功率预测模块开发过程如下：

1）通过S7-1500 Software Controller CPU的Web server 将风场内各台风力发电机组的理论风功率曲线以.CSV文件的方式存储在S7-1500 Software Controller CPU中。

2)在系统运行时，通过读取.CSV文件获取各台风机的风功率曲线。

3)结合各台风机的风速以及风功率曲线对风机输出大功率能力进行预测。

优化模块根据嵌入式系统中历史数据的分析结果对各台风力发电机组理论风功率曲线进行修正。优化模块中算法复杂，采用C++以风力发电机组为对象开发更为方便。西门子强大的ODK 1500s开发包为S7-1500 Software Controller CPU的C/C++语言开发提供了有力支持。采用ODK 1500s开发包开发优化模块包含以下3个步骤，调整仿真参数进行仿真，仿真完成后，通过生产按钮即可在SIMUlink中自动生产算法的.SO执行文件以及西门子TIA Portal中的.SO程序调用文件.SCL。

4)通过Web Server 将功率分配算法的.SO程序文件下载到Software Controller的ODK 1500S 文件夹下。

5)将生产的.SCL文件以外部源文件的形式导入到TIA Portal中，并生产程序块。

6)在TIA Portal程序中调用第5步中生产的程序块，并下载程序。四、项目运行

本项目开始于2017年5月，历时6个月开发完成。2018年2月完成车间调试。由于西门子CPU S7-1507s Software Controller自身的功能特点满足了客户的需求，得到了客户的好评。五、应用体会

浔之漫智控技术（上海）有限公司（w）

是中国西门子的合作伙伴，公司主要从事工业自动化产品的集成,销售和维修，是全国的自动化设备公司。

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本项目为西门子 CPU S7-1507s Software Controller控制器在风力发电场功率控制技术中的应用项目之一。主要有以下几点心得，安全带预紧壳体是汽车安全带系统的核心部件，中高端的汽车安全带系统都采用钢制的预紧壳体，预紧壳体端盖的焊接采用激光焊接是为合适的方式。在此工作站中，工人将端盖和U形架进行简单预装送入分度转盘，相机拍照检测预装无误后，分度转台转动。六轴机器人将转台分度3的预装物料夹取后送入两间独立焊房内的四个焊接工装上。系统根据物料型号，调用合适的数控轨迹和激光功率，焊接出所需的三维轨迹。焊接完成后，三轴机械手取出预紧壳体送入清洁位清洁焊渣，后通过输送线自动运送至成品箱内激光焊接工艺的把控。激光焊接效果受很多因素影响，其中机床速度的恒定性与激光头开光、关光的时序控制是其推式悬挂输送机（简称推挂机）是一种自动化程度很高的机电一体化传输设备，在闭合循环的空间内由牵引链条推动夹持成件物品的夹钳小车，按照工艺流程要求的输送线路，通过控制夹钳小车的入轨、停放、出轨以及升降机的升降等，完成对成件物品的输送、分拣、存储、开拆、卸袋和空钳回收等功能，实现物流系统的自动连续输送。驱动装置是整个系统的动力来源，采用履带式驱动，由电动机、减速机、传动轴、驱动链和导向板等组成，驱动链上的推爪从两边推动牵引链条的导向轮，使牵引链条运行。链条运行采用西门子公司的G120PN，其卓越的性能和出色的可用性非常适合项目的要求：

1）响应快速：物流输送系统的驱动装置配有同步信号发生器，控制系统需要通过检测其发出的大、小同步信号，去跟踪邮袋在输送过程中的行进位置，完成对道岔控制器的控制，对邮袋的分拣功能而言是非常重要的设备。同步信号的响应处理时间直接关系到项目的成败，因此对控制器的性能有着较高的要求，要求控制系统具有快速响应能力。SIMATIC S7-1500控制器提供更快速的信号处理方式，以缩短响应时间，提高生产能力，CPU 1513位运算处理时间为40ns，字运算处理时间为48ns，完全可以满足控制上的要求。

2）通信网络：SIMATIC S7-1500控制器集成了PROFINET通信接口，其开放性易于实现网络通信，3个PLC控制站之间以及与SIMATIC G120变频器、3台工程站和1台操作员站完成高精度、高传输速率的信息交互。PROFINET网络保证了系统通信的无缝整合和高效协调。

3）TIA Portal：编程和监过选择轨道和入轨，实现了邮袋的分类存储功能。以往在邮政系统中应用时，只能用梯形图编程，复杂的循环使程序量很大且繁琐；而S7-1500支持SCL编程语言，在TIA Portal软件中使用SCL语言编程，使程序逻辑清晰，易于编程和调试，极大缩短了程序开发周期，使项目提前竣工。五、项目运行统进行通信，实现对整个控制系统的实时监控。地铁环境控制系统不仅实现对地铁不同时段和季节的温度控制，对设备运行工况的监控，对运行异常设备的及时预警，还能增强对火灾等突发事件的应变抵御能力以及地铁其他设备的联动控制。

环境控制系统主要控制对象有单/双速风机、双向射流风机、隧道风机、空调、电动风阀、调节阀等，主要控制单元为电动机保护器、软起动器、变频器、PLC、多功能仪表、双电源切换装置等。

控制系统为以控制单元、现场总线和PLC为基础的分布式控制系统，现场控制单元通过多条现场总线与PLC相连并进行数据交换，PLC作为控制核心对各个控制单元状态进行监控并通过相应控制策略对现场设备实施控制。在实际编程过程中，以自定义结构数据对PLC数据类型进行扩展，DB（数据块）中的成员对象变量类型全部为数据结构类型，编写链路数据接口程序将实际硬件和DB（数据块）互相关联。在整个系统控制过程中，全面引入“面向结构”和“面向对象”的编程思想，以数据为驱动，配合逻辑控制算法对硬件进行实时控制。根据室外新风焓值按三种工况运行：室外空气焓值大于站厅、站台设计参数平均值的焓值（暂定为 61.46kJ/kg，可调）时，按小新风空调工况运行；室外空气焓值介于室内焓值与机器露点焓值（暂定为47kJ/kg，可调）时，按全新风空调工况运行；小于机器露点焓值时按通风工况运行。为避免工况频繁转换，每种工况连续运行时间不应少于1h（可调）。

两端系统分别（对称）设置传感器，形成相互独立的控制闭环。故两端系统在采用相同工况的前提下，不必捆绑执行相同的运行模式号。

空调工况（含小新风和全新风）下，根据室内焓值实测调节风机频率及二通阀的开度。两个变量的运算原则为：减载时“先风后水”，加载时“先水后风”，室内焓值实测值为负偏差时，先降低风机频率，至变频下限后风机保持该频率值，再逐渐关小二通阀的开度；反之，正偏差时，先开大二通阀的开度，至全开后再逐渐升高风机频率。

每端空调机房内设小新风和全新风两个新监控系统主机、工控机和HMI经PRIFINET接口，连接至PROFINET，读取CPU数据，构成了起重机安全监控管理系统，满足GB/T 28264—2017《起重机械 安全监控管理系统》，显示实时状态、历史曲线、报警查询、故障追溯及设备保养等功能，为起重机日常维护、寿命评估和事故判定提供钢板送到装料辊道上，驱动电动机进行对中与测宽，测宽完成后自动进入炉前三号光电管，完成测长，由于均采用PROFINET，电控主站CPU和所有炉底辊也是采用PROFINET进行通信。仪控系统包括一个主站控制系统要准确控制炉内钢板的位置、数量、何时装料和卸料以及保障连续入钢时的安全距离，就必须对钢板实行全热处理炉燃烧系统包括109个烧嘴，沿热处理炉长方向布置于炉辊上下。每个辐射管的燃气烧嘴装有一个高性能回流换热器。燃气烧嘴以高效和低氮氧化物排放的方式进行操作。每个烧嘴装有一个高压火花点火器。一个区内同时操作的辐射管数量取决于设定温度和热处理炉产量。辐射管的循环操作由循环控制程序模块完成。每个烧嘴的烟气管道装有排烟罩。在排烟罩处烟气与周围环境空气混合，然后排放到沿炉顶原始数据是指原料的理化特性数据和生产要求数据以及钢板生产顺序号。L2计算机可通过网络从3级机接收将要生产的钢板的原始数据。L2计算机把接收到的数据存于数据库中，在L2计算机系统中可缓存100个原料钢板数据。当3级机或网络发生故障以及3级机不在线时，也可以通过操作站上的操作界面输入以上数据，其中原料数据将按照钢板处理的顺序存储在热处理炉机组L2计算机中。

（2）热处理实绩管理