西門子S7-300 PLC全仿真實訓平臺

楊海軍 王巨巖

（蘭州石化設備維修公司 蘭州）

目前蘭州石化公司各生產裝置中，S7-200、S7-300/400 PLC等西門子系統應用最廣。為使在職員工通過培訓掌握PLC的維護、安裝及調試等方面的理論知識和應用能力，建立現場儀表綜合實訓實驗室，結合淘汰舊的PLC部分卡件，設計搭建和開發出1套S7-300/400 PLC全仿真實訓平臺（以下簡稱實訓平臺）。實訓平臺計劃用在員工專項培訓和控制系統設計及實驗的教學過程中，使員工將所學的儀表專業知識得到充分綜合應用，同時員工的自主學習、獨立思考和組織協調等綜合能力，也可得到全面鍛煉和提高。

一、實訓平臺構成

實訓平臺設計依據：①車間員工的知識體系和培訓需求；②技能大賽的培訓內容；③車間現有的系統基礎硬件及儀表設備。

實訓平臺系統構成：①S7-300 PLC控制系統；②現場儀表，儀表綜合實訓實驗室的常規儀表以及一些演教模具（熱電阻、限位開關、光電開關等）；③燈屏演示；④網絡通信，選用PC Adaptor（MPI）；⑤編程器，1臺筆記本電腦。編程軟件預安裝 SIMATIC S7 V5.2，WinCC6.0，Intouch7.1（可選），仿真軟件PLCSIM。

1.實訓平臺硬件（表 1）

表1 實訓平臺硬件

根據車間培訓教室的控制閥、變送器和光電開關等其他儀表設備，將系統設計集成于1個簡單的油循環系統上（圖1）。在自制的控制盤上安裝控制系統和繼電器、燈屏、聲光報警器等一些輔助儀器儀表。

2.實訓平臺軟件開發

利用生產裝置中S7-300 PLC的PC Adaptor（MPI）通信適配器進行上下位機通信，SIMATIC Manager進行邏輯編程，PLCSIM進行程序調試。按照教學目的進行自控設計（表2）。油循環系統由數據指示、邏輯控制和聯鎖控制等3部分構成。數據指示顯示工況運行情況，其中流量由1個PID單回路控制。邏輯控制包括P-001和電加熱，當油溫超過15℃且液位LT≥25%才允許泵啟動，當液位低于LL時停泵（圖2）。聯鎖邏輯控制是為保護儀表、設備和人身安全設計。

圖1 油循環系統流程

圖2 邏輯框圖

3.監控系統功能實現

監控系統是指上位機流程圖數據動態顯示，此處使用Wincc6.0實現，也可選用Intouch7.11。監控功能主要流程圖組態、數據點的連接和建立、動態數據的鏈接、趨勢及報表的生成。監控功能基本通用，每一種監控系統均有其自己的數據庫和控件來實現數據生成和鏈接。通過監控功能應用，使員工學習系統上位機的基本組態環境和方法，要求員工可獨立完成簡單的油循環系統流程圖和數據動態鏈接。

二、實訓平臺應用效果

實訓平臺是石化公司的濃縮裝置，結合了控制系統和現場儀表兩部分，體現控制系統和現場儀表具有相同的重要性。

1.加強實踐環節教學

目前石化公司各裝置均由儀表維護人員負責，但是相當一部分員工只重視現場儀表的維護，忽視了控制系統；或只專長于控制系統，忽視現場儀表維護技術。通過搭建實訓平臺，可加強實踐環節的教學，使抽象理論知識變成手把手傳教，全面提高儀表工維護技能。

表2 實訓平臺設計要求

2.補充系統知識

通過近兩年員工技能大賽，可看到員工儀表知識不再局限于現場儀表的調校、手操器和繼電器聯鎖系統，增加了利用DCS和PLC控制系統實現儀表的監控功能。今年石化公司儀表技能大賽前，員工更注重DCS、PLC控制系統的實踐學習，實訓平臺可很好滿足員工學習系統知識。

三、S7-300/400 PLC培訓展望

1.開發配套的多媒體課件

制作與課程內容相關的多媒體課件，利用現代計算機文字處理動畫技術、影像和控件工具等技術，結合實訓平臺操練，使教學更加形象生動化、易于員工接受。

2.增加不同機型和多種編程軟件的學習

PLC的機型很多，不同型號系統之間雖然有相通之處，但也有各自要求和指令規范。在設計平臺中只搭建S7-300 PLC機型，為擴展員工知識面，結合在各裝置上維護的不同型號PLC系統，又搭建1套OMRON PLC系統，要求在職員工必須了解和學習。