西门子PLC的智能控制系统设计

摘 要：随着利用高科技信息化技术促使工业产业生产变革时代的到来，这意味着工业产业发展已经步入了新时代。传统的自动化控制已满足不了现今工业生产的要求，因此本文设计出一种可以随时随地控制西门子S7-200PLC自动控制设备完成其自己工作，并可通过手机随时监控PLC工作状态的系统。

关键词：智能控制;西门子;PLC;S7-200

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.119

0 引言

在冶金、医药、化工等多工业生产领域中，如今我国依然十分广泛的使用着源于德国的西门子（SIEMENS）公司的可编程控制器，此种类型的可编程控制器在实现自动化在线监控控制中发挥着难以替代的巨大作用。西门子公司生产的PLC产品主要有以下几种型号：S7-1200、S7-400、S7-300、S7-200等。

1 西门子S7-200PLC简介

1.1 西门子S7-200PLC

西门子公司的S7系列PLC包括S7-400型、S7-300型和S7-200型等三种类型，对应为S7系列中的大型、中型和小型。CPU21X与CPU22X是S7-200型PLC的两个系列产品，市面上常见的CPU221，CPU222，CPU224与CPU226四种基本型号全部包含在CPU22x中。

S7-200型PLC系统具备多种控制优点：（1）采用24V的集成电源，CPU222、CPU221两种型号采用的输出电源是180mA。（2）高速脉冲输出。脉冲频率在20KHz。（3）通讯接口。CPU224～CPU221三种型号具备1个RS-485通讯接口，而CPU226、CPU226W两种类型具有两个与之前一样的通讯接口。自由通信的功能也属于PLC的特点之一，支持譬如MPI、PPI等一系列的通信协议。（4）模拟电位器。CPU222/222有1个模拟电位器，CPU224/226/226XM有2个模拟电位器。模拟电位器可以修改SMB29、28两种型号的寄存器中的参数（定时器过程控制参数及预设值和计数器等）。（5）响应速度迅速，如果运行过程中系统发生中断，PLC将会迅速做出响应。（6）拷贝和修改程序非常迅速，是一个及其好用的使用工具，并且不需要编程器就可以完成辅助软件以及归档的工作。（7）电池模块。用户的一些数据，如计数器数据块、标志位状态、定時器等，可以采用其中的超级电容储存一段时间，大概5天左右。

1.2 西门子S7-200智能控制系统设计

本文针对西门子的S7-200型PLC的智能控制系统进行描述，系统包括了用户端模块、WEB服务器模块、被控设备以及核心控制模块。OPC服务器子模块、OPC服务器读写程序子模块以及西门子S7-200型PLC包含在上述几个模块中的核心控制模块中。用户端模块和WEB的服务器模块互相关联，并且WEB服务器模块和OPC服务器读写程序子模块也互相关联，OPC服务器子模块和OPC服务器读写程序子模块相互关联，西门子S7-200可编程逻辑控制器和OPC服务器子模块相互关联，最终被控设备、西门子S7-200可编程逻辑控制器也互相关联。

控制器将发出操作请求，WEB服务器接收请求。WEB服务器还可以为核心控制模块转发一些由接收的操作请求中提取的控制指令。同时控制模块中的OPC服务器开始读写控制程序，OPC服务器程序的端口被获取，并执行对S7-200可编程逻辑元器件的读写，被控设备被S7-200型PLC执行控制指令来进行相应的操作，OPC服务器在读写到程序后，将会迅速地把相关参数传递到WEB服务器模块中，对参数和设定值做比较的任务由WEB服务器模块完成，经过比较的结果会自动发送纠错的指令给核心控制模块，最后核心控制模块会将数据打包后输送至用户手机的客户端，实现随时随地进行监控的功能。

1.3 西门子S7-200智能控制系统特点

（1）可以在任何时间、任何地点控制西门子S7-200PLC自动控制设备完成用户下达的指令，并且用户可以通过手机随时查看PLC的工作状态，PLC的工作反馈信息随时上传到手机终端系统。

（2）自动发现错误并发出报警的功能。智能控制系统能够及时发现S7-200型PLC操作过程中发生的错误，自动发出警报。

（3）智能控制系统能够在化工、冶金、医药等工业化大型生产过程中迅速实现生产设备统一管理量化生产。降低了操作人员现场操作发生危险的可能性，自动化控制的实现提高了工艺设备的可靠性，也提高了生产效率。

2 控制方式

WEB服务器模块、用户端模块、核心控制模块以及被控制设备包含在本文所描述的智能控制系统中。智能手机等通讯设备可以作为用户端模块，计算机终端作为系统中的WEB服务器模块，其中核心控制模块包含OPC服务器读写程序、网线、OPC服务器和可编程逻辑控制器设备。

智能控制系统的控制方法如下：

首先需要将WEB服务器、OPC服务器读写程序互相关联，将OPC服务器读写程序、OPC服务器PC Access互相关联，以及将S7-200与OPC服务器PCAccess相互连接等都需要在一台主机上完成等几项关联。其次，用户可以采用客户端模块中的智能机并选择通过数据流量、wifi流量的方式向WEB服务器输出TCP连接的需求。WEB服务器收到TCP相连发出请求反馈已连接信息。随后WEB服务器将控制命令发送OPC服务器读写程序，随后调整可编程逻辑器件S7-200中的相应参数，此工作由OPC服务器读写程序完成，寄存器置位。可编程逻辑元器件S7-200中的相应参数被OPC服务器读写程序定时读取，并将其发送给WEB服务器，并且比较参数与设定值的工作也由WEB服务器来完成，如发现错误WEB服务器将会并自动向核心控制模块发出纠错的指令，并发送至手机客户端反馈给用户，方便用户查看。

3 结论

随着科学技术水平的不断提高、国民经济的不断发展，现代化科技越来越广泛得应用于包括工业领域在内的各领域中，对PLC的使用需求也越来越高。本文主要针对西门子品牌S7-200型PLC存在的弊端进行稍加设计并得到一种可随时随地地控制西门子S7-200PLC设备完成用户下达的指令的智能控制系统，且可通过手机随时查看PLC的工作状态，实现实时大数据分析。

作者简介：张春雷（1990-），男，重庆人，本科，助理工程师，研究方向：工业自动化控制（西门子PLC）。