摘要：本文从西门子S7-1200PLC控制系统、博途TIA-Portal全集成自动化软件、西门子工业网络通信研究出发，以博途（TIA-Portal）全集成自动化软件为基础平台，采用以太网作为通讯网络，构建了某铅锌冶炼企业三套整流设备的监控系统。
关键词：西门子工业网络；博途TIA-Portal全集成自动化软件；S7-1200PLC控制系统
概述
随着PLC、触摸屏、组态软件和工业通讯网络的大量普及，大功率整流系统已采用自动化系统加全数字控制的方式，提高了设备的运行的稳定性、可视性，解放了生产力，所有监控都在计算机上完成，简化了设备的维护和保养，有利于设备的操作和管理。
1西门子自动化系统及博途软件的优势
针对自动化系统产品和编程软件繁多以及兼容性问题，西门子公司整合资源推出了博途（TIA-Portal）全集成自动化软件平台，将PLC、触摸屏、后台组态软件、通讯网络组态集成在一个编程软件平台中，计算机中只需要安装一个编程软件就可以完成对所有产品的编程。前期推出的博途软件平台存在一些BUG，到了V14和V15版本稳定性和兼容性等都有了很大的提高，2017年推出的V15版本是目前的最新版本。在博途软件平台中，触摸屏和后台组态软件可以直接调用PLC中的数据，给编写程序带来了极大的方便。
2西门子自动化系统及博途软件的在整流系统的应用
以某工厂整流系统为例，整流系统采用西门子自动化系统作为监控。该整流系统由3套整流机组构成，每套整流机组就近安装一台控制柜，控制柜内安装西门子S7-1200PLC实现对整系统的监控、保护和数据采集，控制柜面板安装西门子触摸屏KTP600作为现场监控人机界面。控制柜中安装交换机实现数据通讯，实现触摸屏-PLC和PLC-后台计算机的数据通讯，后台计算机系统采用西门子人机界面实现对整流系统的监控。
2.1大功率整流器的自动化监控
大功率整流的控制系统需要实现对整流机组的保护、监测和控制，整流机组包括整流变压器、整流柜、水冷装置、直流传感器、大电流直流隔离开关等相关设备。
●相控功能
根据人机界面所传送来的数据，经过计算处理后下传至数字控制器，实现对整流柜的相控功能。
●数据采集
通过数字量输入和模拟量输入端口，采集整流机组各部分设备的工作数据，如直流电流、直流电压、水压、水温等。
●综合保护
对所采集的各项数据进行分析和计算，实现对整流机组的保护，如直流过载、直流过流、快熔断、水压低、水温高等故障判断。
对整流机组内各设备的互相关联情况实现联锁保护。
●监控功能
采用工业以太网实现PLC与触摸屏、PLC与后台计算机的通讯，可以在触摸屏和后台计算机上实现对整流系统的监控。
1.1.PLC部分
在TIAPortalV15软件平台中新建一个项目，设置项目保存路径。双击添加新设备、选择控制器下的SIMATICS71200，选择相应的CPU，完成第一台PLC的设备选择并命名。
展开PLC1的项目，双击设备组态，根据应用要求选择PLC安装的扩展模块，如数字量输入输出、模拟量输入输出、RS485通讯等常用的模块。
根据现场应用要求建立PLC变量表，编写整流控制系统所需的程序，实现数据采集、数据变换、综合保护、联锁保护、网络通讯等功能。
采用复制的方式新建两个PLC设备，对每个PLC设备的CPU属性进行编辑，设定不同的以太网地址。
1.2.触摸屏人机界面
触摸屏作为现场人机界面，负责在现场进行操作和监控。在项目中选择添加设备，选择触摸屏。
配置触屏的以太网地址，建立与相应PLC的以太网连接。建立HMI变量表，将变量表与PLC变量进行对应连接。
建立触摸屏画面，将面上的各个部件与HMI变量连接。
采用复制方式建立另两个触摸屏设备，更改相应的以太网地址，并分别与其它两台PLC进行以太网连接和变量连接。
1.3.后台计算机人机界面
在项目中双击添加新设备，选择常规PC，在设备组太中插入网卡IE_general和WinCCRTprof运行系统。配置IE_general的以太网地址。
在HMI变量的连拉中建立3个连接，分别指向3台PLC，在HMI变量表中新建变量，分别对应3台PLC的地址和变量。建立HMI报警变量，分别与3台PLC的报警变量对应。
在后台计算机的人机界面WinCC中制作监控和报警等画面，将画面上各个部件与变量对应。
1.4.网络组态
双击项目内的设备和组态，直接用连线的方式将各个设备组态网络，在项目内将3台PLC程序下载至设备，将3台触摸屏程序下载至设备，就完成了所有的程序编写工作。
图1网络组态
2.总结
采用博途（TIA-Portal）全集成自动化软件平台，在一台计算机中安装一个编程软件，建立一个项目就可实现对大功率整流系统内的所有自动化设备完成程序编写，采用以太网作为通讯网络，在一台计算机上实现对所有设备的程序下载。与以前的每个设备一种编程软件相比，减少了计算机软件安装的工作量，提高了编程的便捷性，提高了工程设计的效率。
参考文献
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作者简介
把金平,性别：男,学位：工程硕士.职称：电气工程师,研究方向：变电站、发电站、制氧站、空压机设备及控制系统管理、维修。
论文作者:把金平,周小贝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/1
标签：设备论文; 触摸屏论文; 组态论文; 软件论文; 以太网论文; 控制系统论文; 变量论文; 《基层建设》2019年第9期论文;