西门子S7-300 PLC全仿真实训平台

杨海军 王巨岩

（兰州石化设备维修公司 兰州）

目前兰州石化公司各生产装置中，S7-200、S7-300/400 PLC等西门子系统应用最广。为使在职员工通过培训掌握PLC的维护、安装及调试等方面的理论知识和应用能力，建立现场仪表综合实训实验室，结合淘汰旧的PLC部分卡件，设计搭建和开发出1套S7-300/400 PLC全仿真实训平台（以下简称实训平台）。实训平台计划用在员工专项培训和控制系统设计及实验的教学过程中，使员工将所学的仪表专业知识得到充分综合应用，同时员工的自主学习、独立思考和组织协调等综合能力，也可得到全面锻炼和提高。

一、实训平台构成

实训平台设计依据：①车间员工的知识体系和培训需求；②技能大赛的培训内容；③车间现有的系统基础硬件及仪表设备。

实训平台系统构成：①S7-300 PLC控制系统；②现场仪表，仪表综合实训实验室的常规仪表以及一些演教模具（热电阻、限位开关、光电开关等）；③灯屏演示；④网络通信，选用PC Adaptor（MPI）；⑤编程器，1台笔记本电脑。编程软件预安装 SIMATIC S7 V5.2，WinCC6.0，Intouch7.1（可选），仿真软件PLCSIM。

1.实训平台硬件（表 1）

表1 实训平台硬件

根据车间培训教室的控制阀、变送器和光电开关等其他仪表设备，将系统设计集成于1个简单的油循环系统上（图1）。在自制的控制盘上安装控制系统和继电器、灯屏、声光报警器等一些辅助仪器仪表。

2.实训平台软件开发

利用生产装置中S7-300 PLC的PC Adaptor（MPI）通信适配器进行上下位机通信，SIMATIC Manager进行逻辑编程，PLCSIM进行程序调试。按照教学目的进行自控设计（表2）。油循环系统由数据指示、逻辑控制和联锁控制等3部分构成。数据指示显示工况运行情况，其中流量由1个PID单回路控制。逻辑控制包括P-001和电加热，当油温超过15℃且液位LT≥25%才允许泵启动，当液位低于LL时停泵（图2）。联锁逻辑控制是为保护仪表、设备和人身安全设计。

图1 油循环系统流程

图2 逻辑框图

3.监控系统功能实现

监控系统是指上位机流程图数据动态显示，此处使用Wincc6.0实现，也可选用Intouch7.11。监控功能主要流程图组态、数据点的连接和建立、动态数据的链接、趋势及报表的生成。监控功能基本通用，每一种监控系统均有其自己的数据库和控件来实现数据生成和链接。通过监控功能应用，使员工学习系统上位机的基本组态环境和方法，要求员工可独立完成简单的油循环系统流程图和数据动态链接。

二、实训平台应用效果

实训平台是石化公司的浓缩装置，结合了控制系统和现场仪表两部分，体现控制系统和现场仪表具有相同的重要性。

1.加强实践环节教学

目前石化公司各装置均由仪表维护人员负责，但是相当一部分员工只重视现场仪表的维护，忽视了控制系统；或只专长于控制系统，忽视现场仪表维护技术。通过搭建实训平台，可加强实践环节的教学，使抽象理论知识变成手把手传教，全面提高仪表工维护技能。

表2 实训平台设计要求

2.补充系统知识

通过近两年员工技能大赛，可看到员工仪表知识不再局限于现场仪表的调校、手操器和继电器联锁系统，增加了利用DCS和PLC控制系统实现仪表的监控功能。今年石化公司仪表技能大赛前，员工更注重DCS、PLC控制系统的实践学习，实训平台可很好满足员工学习系统知识。

三、S7-300/400 PLC培训展望

1.开发配套的多媒体课件

制作与课程内容相关的多媒体课件，利用现代计算机文字处理动画技术、影像和控件工具等技术，结合实训平台操练，使教学更加形象生动化、易于员工接受。

2.增加不同机型和多种编程软件的学习

PLC的机型很多，不同型号系统之间虽然有相通之处，但也有各自要求和指令规范。在设计平台中只搭建S7-300 PLC机型，为扩展员工知识面，结合在各装置上维护的不同型号PLC系统，又搭建1套OMRON PLC系统，要求在职员工必须了解和学习。