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基于西门子s7_300_400plc的控制网络设计

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2024年2月25日发(作者:葛妙柏)

EM现代化工厂Modern Factory■ 李新平/湘潭职业技术学院基于西门子S7—300/400PLC的控制网络设计1引言SIMATIC S7—300/400系列可编程序控制器是西门子公司全集成自动化系统中的控制核心,是其集成性和开放性的重要体现。它将先进控制思想、现代通信技术和IT技术的最新发展集于一身。在CPU运算速度、程序执行效率、故障自诊断、联网通信、面向控制工艺和运动对象的功能集成以及实现故障安全的容错与冗余技术等方面都取得了公认的成就。它在全球大、中规模的自动化领域获得了广泛的应用。在实际应用中,西门子控制网络是应用最多的系统,一个典型的工厂自动化系统一般是由现场设备层、车间监控层、工厂管理层组成的3级网络结构,如图1所示。据(过程映像数据交换)。车间监控层又称为单元层,用来完成车间主生产设备之间的连接,实现车间级设备的监控。车间级监控包括生产设备状态的在线监控、设备故障报警及维护等。通常还具有如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控网络可采用Profibus—FMS或工业以太网,Profibus—FMS是一个多主网络,这一级数据传输速度不是最重要的,但是应能传送大容量的信息。现场设备层的主要功能是联接现场设备,如分布式I/O、传感器/驱动器、执行机构和开关设备等,完成现场设备控制及设备间联锁控制。主站(PLC、PC或其他控制器)负责总线通信管理及与从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序存储在主站中,并由主站执行。工业以太网工业以太网管理层单元层现场层执行器/传感器层图1    SIMATIC NET网络系统ProfibusProfibusAS—IAS—I是执行器传感器接口(Actuator SensorInterface)的缩写,它是用于现场自动化设备(即传感器和执行器)的双向数据通信网络,位于工厂自动化网络的最底层。AS—I已被列入IEC62026国际标准的第2部分。AS—I特别适用于连接需要传送开关量的传感器和执行器,例如读取各种接近开关、光电开关、压力开关、温度开关、物料图1所示的工厂管理层中,车间操作员工作站可以通过集线器与车间办公管理网连接,将车间生产数据送到车间管理层。车间管理网作为工厂主网的一个子网,通过交换机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网,将车间数据集成到工厂管理层。工厂管理层通常采用符合IEC802.3标准的以太网,即TCP/IP通信;在很多的S7—300/400的CPU中集成有MPI和DP通信接口,还有Profibus—DP和工业以太网的通信模块,以及点对点通信模块。通过Profibus—DP或AS—I现场总线,CPU与分布式I/O模块之间可以周期性地自动交换数位置开关的状态,控制各种阀门、声光报警器、继电器和接触器等,AS—I也可以传送模拟量数据。2网络拓扑结构图2所示为某控制系统的拓扑结构图,最上一层为SIEMENS工业以太网,该网络上有两台计算机,分别为工程师站和操作员站,工程师站安装有监控组态软件,负责整个监控系统的运行;同时作为OPC服务器,负责与Profibus主站—西门子S7—400系列PLC (CPU412—2DP)交换数据,使组态软件中定义的变量与PLC中的各个控制点相对应。86 | ·2008年第5期

Modern Factory以太网工程师站S7—300PLCCPU315—2DP操作员站间的通信可以通过STEP7及NCM IE等软件来完Profibus—DP带DP接口的控制器,如变频器等DP/ASI网关成,与上位机的通信则需要使用SIMATIC Net软件。下面重点分析第2层Profibus—DP的通信机制及实现方法。AS—I总线S7—300PLCCPU315—2DPET200M控制对象Profibus—DP的通信协议的介质存取控制(Medium Access Control,MAC)采用两种存取方式,即主站之间的令牌传LOGO控制对象光电开关图2    网络结构示意图接近开关工程师站、操作员站、CPU412—2DP是通过SIEMENS工业以太网电气链路模块(相当于HUB,本系统中链路模块型号为6GV1 105—3AA0)互相连接通信;其中工程师站和操作员站分别装有SI-EMENS专用工业以太网卡CP5613和CP1612;而CPU412—2DP则是通过CP443—1工业以太通信模块连接,同时CPU412—2DP是OPC客户端。在以太网中是通过各站点的IP地址来标识身份的。 第二层为Profibus—DP现场总线网,各站点通过DP地址来标识身份,本系统的各站点地址分别为:主站CPU412—2DP其DP地址2,挂在DP总线上的各从站点分别为:CPU315—2DP的DP地址3,远程I/O ET200M的DP地址4,变频器的DP地址5,DP/ASI网关的DP地址6,CP5613卡(安装在工程师站)的DP地址0(系统规定,一般不允许更改)。 第三层为AS—I现场总线网,通过DP/ASI网关(IM153)与DP网相连,该网关同时作为AS—I主站,AS—I总线的特点是结构简单,两线信号既是电源回路也是信号回路,可连接31个AS—I从站,每站点最大传输点为4I/4O,比较适合于一些简单的检测器件和执行机构的组态,本系统中的AS—I从站有以下几个:带AS—I接口模块的西门子LOGO1块,4I/4O模块一块,带AS—I接口的光电开关和接近开关各一只;AS—I各从站的地址通过专用的AS—I手持编址器进行设定。递方式和主站与从站之间的主从方式,其中令牌传递控制如图3所示。令牌环令牌传递M3轮询M5M6M8S1S2S4主站从站S7S9S10M:Master(active stations)S:Slave(passive stations)图3    Profibus总线存取方法在图3中,Profibus总线上的主设备M3获得令牌,即获得了总线控制权,此时,主设备M3与M5进行数据传递,同时M3也可以与从设备S1、S2、S3等进行通信,M3对从设备进行循环查询。当M3主站没有需要发送的帧或在规定时间内发送完了所需发送的帧,或者M3的控制时间终了时,它就将主站令牌传递给下一个主站M5。以后,令牌在M5—M6—M8—M3之间进行传递。Profibus—DP物理层与ISO/OSI参考模型的第一层相同,采用EIA—RS485协议,根据数据传输速率的不同,可选用双绞线和光纤两种传输介质,Profibus—DP数据链路层协议媒体访问控3网络通信及实现以太网通信包括PLC站与站之间的通信以及制(MAL)部分采用受控访问的令牌总线(TOKEN BUS)和主从方式。令牌总线与局域网IEEE8024协议一致,令牌在总线上的各主站间传PLC与上位机监控站之间的通信,PLC站与站之www.eage.com.cn2008年第5期· | 87

EM现代化工厂Modern Factory递,持有令牌的主站获得总线控制权,该主站依照关系表与从站或其他主站进行通信。令牌传递在主站间的总线结构基础上形成逻辑令牌环,保证每个主站在确定时间内能够取得总线使用权(令牌),并且任一时刻只能有一个主站发送数据,完全避免了冲突;令牌在所有主站间循环一周的最长时间是事先规定好的,从而保证报文传递的实时性。当硬件连接好后,主要是通过STEP7软件中的管理器来组态各硬件之间的关系。首先在管理器中建立各个站(这里主要是指建立各类型主站),本系统各类型主站分别为:S7—300 Station、S7—400 Station、PC Station (CP5613卡)、PC Sta-tion 1 (CP1612卡),然后再分别对每个站进行硬件配置,此处必须与实物对应,包括具体的槽位、各组件的产品序列号等,当配置PLC的CPU时,系统会自动提示网络选择。完成硬件组态后,接下来在客户端S7—400侧编程调用SFB14(GET),读取S7—300侧的数据和SFB15(PUT)来向S7—300站发送数据,参考程序如下:Call SFB14“GET”CALL“GET”,DB14REQ:=M0.0(M0.0=1 Active job at rising edge上升沿触发接收请求)ID:=W#16#1(This ID is come from LOCALID. 本地连接ID号)NDR:=M0.1 (0:Job not started or still active. 任务没有开始或进行中,1:Job successfully 任务成功)ERROR:=M0.2   (Check error 错误检测)STATUS:=MW2  (Error display 显示错误)ADDR_1:=P#DB1.DBX0.0 BYTE 122(Server station S7—300 data area, Max.byte 122 服务器端的源数据区1,最大为122 B)ADDR_2:=  (可以从四个数据区取数据)ADDR_3:=ADDR_4:=RD_1:=P#M100.0 BYTE122   (Client sta-tion S7—400 data area 客户机端的数据存放区1)RD_2:= (对应四个数据存放区)RD_3:=RD_4:=Call SFB15 “PUT”CALL“PUT”,DB15REQ:=M10.0   (M10.0=1 Active job at ris-ing edge上升沿触发数据发送请求)ID:=W#16#1   (This ID is come from LO-CAL ID. 本地连接ID号)DONE:=M10.1 (0:Job not started or stillactive. 任务没有开始或进行中,1:Job success-fully 任务成功)ERROR:=M10.2(Check error 错误检测)STATUS:=MW12   (Error display 显示错误)ADDR_1:=P#DB1.DBX200.0 BYTE 122(Server station S7-300 data area, Max.byte 122 服务器端的数据接收区1,最大为122 B)ADDR_2:=(可以向四个数据区发送数据)ADDR_3:=ADDR_4:=SD_1:=P#M400.0 BYTE 122   (Clientstation S7-400 data area 客户机端的数据存放区1)SD_2:= (可以有四个源数据存放区)SD_3:=SD_4:=4结束语 西门子提供功能强大的工业以太网络,主要是针对大数据量交换以及实时性要求较高的控制系统,IT技术的应用体现了以太网发展的趋势,同时也为工业以太网的发展提供了更为广阔的空间;Profibus现场总线是一种数字通信网络,在系统中间层或不同层的总线设备之间均采用数字信号进行通信。在上述控制网络中,由于用数字信号替代模拟信号,因而可实现一对电线上传输多个信号(包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息)同时又为多个设备提供电源,现场设备以外不再需要A/D、D/A转换部件,这样大大减少了导线和连接附件,提高了系统的可靠性和抗干扰能力。因此,这种总线控制系统几乎所有的工业控制系统以及楼宇自动化系统都可以应用,并且它还是“全集成自动化”的系统总线。EM     (收稿日期:2008.03.12)88 | ·2008年第5期

学校工作总结本学期,我校工作在全体师生的大力支持下,按照学校工作计划及行事历工作安排,紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路,不断强化学校内部管理,着力推进教师队伍建设,进一步提高学校办学水平,提升学校办学品位,取得了显著的成绩。现将我校一学期来的工作总结如下:一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心,精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动,从培养学生的行为规范,狠抓养成教育入手,注重务实,探索途径,加强针对性、实效性和全面性,真正把德育工作落到实处。1.强化学生养成教育,培养学生良好习惯。本学期,我校德育工作十分注重学生的常规管理,尤其重视对学生的养成教育。一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。二是以文明监督岗为阵地,继续强化了“文明班集体”的创建评比活动,通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比,增强了学生的竞争意识,同时也规范了学生的行为。三是继续加大值周检查的力度,要求值周领导、教师、学生按时到岗,在校门口检查、督促学生有秩序出入校园,从而使学生的行为规范时时有人抓,处处有人管,形成了良好的局面。

2.抓好班主任队伍建设,营造全员育人氛围。班主任是学校德育工作最重要的力量,为了抓好班主任队伍建设,提高班主任素质水平,学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座,在学期末举行了班主任工作交流,在活动中探索行之有效的工作方法,总结经验,交流心得,使班级管理工作更上新台阶。3.充分发挥主题班队会的教育功能。主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。为了充分发挥主题班队会的教育意义,第十三周,四(3)中队举行了“祖国美,家乡好”主题队会观摩活动,有效规范了我校主题中队会程序,强化了主题队会对学生的思想教育作用。二、学校管理工作1.建立健全规章制度。学期初,学校制定了出明确的目标计划及管理措施,做到了目标明确、工作具体,有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识,充分调动了全体教师的工作积极性,保障了教育教学工作的顺利开展。2.因人分工、职责明确。学校实施中层领导包级、值周制度,对学校的中层干部进行合理分工,责任到人,让每一位行政领导干部都能充分发挥自己的才能。3.坚持周一例会制度。学校每周星期一早上召开行政会,下午召开教师会议,贯彻“集体领导,会议决定”的要

求,做到了事无大小,均开会商榷研究,学校管理民主,政令畅通。三、教学科研工作本学期学校教学工作围绕学校工作目标,以课堂教学为落脚点,以校本教研为抓手,以学习洋思经验为载体,切实有效地进行了教学研究,提高了教学质量和教科研能力,为学校发展奠定了坚实的基础。1.切实抓好教学常规管理,努力提升学校教学质量。本学期,学校教导处进一步明确了教师课堂教学的基本要求,抓严细节,抓实过程,规范了教师的教学行为,全体教师都能做到扎实备课、认真上课、及时批改作业,注重课堂实效性。教导处对教师教学常规的检查也常抓不懈,坚持每周签阅一次教师教案,每月对教师教案和作业进行一次量化考核,第十三周教导处还组织举行了“优秀教案作业”展评,对教案备写规范、作业批阅认真的教师进行了表彰奖励。2.加强校本教研的实效性,开展和谐高效课堂建设。本学期学校主要围绕“提高课堂效率”这个主题,以学习洋思经验为载体,充分发挥教导处、教研组、骨干教师的作用,大力开展了学习洋思中学教学模式专题研讨活动,学校本着“取长补短,为我所用,结合校情,灵活运用”的原则,通过开展专题讲座、教师研讨等活动,边研讨,边实践,在实践中发现问题,在研讨中总结经验,鼓励教师集体备课、撰

写学案,大胆尝试、灵活运用,以此来更新教师观念,促进全体教师不断提高教学技能。学校各教研组也能各负其责,认真组织教师开展每周星期四的教研活动,各位教师也能认真学习相关理论,观看特级教师课堂教学实录,确保了学校教研活动的有效开展。3.加强教师的专业技能,提高教师队伍素质。一是学校组织开展了新教师汇报课、过关课及老教师结对帮带活动,通过多种途径,培养新教师尽快成长,提高教育教学水平。二是组织开展了优秀教师示范课观摩活动,让教师在相互交流中查漏补缺、不断完善。三是鼓励教师撰写各种论文,参与教研教改。本学期,学校在各级各类论文评选活动中获奖的教师达到人次。4.加强教科研工作,走科研兴校之路。本学期,我校制定了切实可行的教研计划,采取得力措施保证计划落到实处,要出成果、见效益。学校组织进行的《留守儿童教育问题》专项课题研究工作在参与人员的共同努力下取得了可喜的成绩。5.加强毕业班的教学与管理,努力提高整体教学质量。学校安排业务领导负责毕业年级教学管理工作,明确目标任务,落实工作责任,及时协调解决毕业班教学中遇到的各种问题。另外,学校还组织全体毕业班教师认真总结近几年毕业班教学管理经验,找出本届毕业生的优点,分析存在问题,

在此基础上结合各班、各学科实际,制订毕业班教学计划,明确目标,落实措施。四、安全工作学校始终把安全工作列为学校的头等大事,与学校德育工作紧密结合,坚持以防为主,积极开展各类安全教育活动,落实各项防卫措施,学校安全工作得到全面、深入、有效的开展。1.学校在第四周开展了“珍爱生命,注意安全”主题教育周活动,对学生进行安全教育,强化了师生安全意识,让每位学生都对安全工作有了深刻的了解。2.坚持门卫值班制度,做好外访登记,严防闲散人员进入校园。做好上课期间师生外出登记工作,确保校园治安安全,维护正常教学秩序。3.后勤处定期对校园设施进行排查,消除安全隐患,防患于未然。4.利用集会、班队会等途径有针对性地对学生进行安全教育,让学生在耳濡目染中树立安全第一的思想认识。5.坚持学生放学路队护送制度,保证学生出行安全。6.对学生上下楼梯进行严格的管理,划分班级疏散通道,安排教师组织学生有秩序上下楼梯,提醒学生注意安全,通过这些措施,有效地杜绝了安全事故的发生。五、校园文化建设

为了丰富校园文化生活,培养和提高我校师生的文化品位和艺术修养,不断推进我校素质教育的全面实施,学校组织参加和举办了各种形式的主题教育活动,真正使德育教育内化于学校工作的方方面面。1.4月13日,开展了中青年教师“师德师风演讲”比赛活动,激励广大教师进一步树立育人宗旨,促进教风改变。2.6月1日,开展“我心向党”六一国际儿童节庆祝活动,各中队排练节目扎实认真,所有参赛节目生动活泼、形式新颖,为广大师生献上了一份异彩纷呈的文化大餐。3.第八周成功举办了春季田径运动会,整个活动组织有序、各中队踊跃参与,运动员顽强拼搏。运动会的举办,增强了学生的集体荣誉感和互助互爱的精神,班级的凝聚力得到了加强,为良好班风的形成创造了有利的条件。在此之前,我校代表队参加了清水县第第二的好成绩。4.为丰富校园文化生活,丰富学生精神世界,学校本学期组建了音乐、书法等课外活动小组,以此培养学生爱好,发展学生特长,激发学生热爱艺术的兴趣,增长学生的知识和才干,让学生在德智体美等方面全面发展。此外,学校还积极组织师生参加各级各类征文、演讲比赛活动,并多次在比赛中获奖。六、其他工作届田径运动会,取得了团体

1.加大投入,改善办学条件。一是原五中教学楼移交后,学校对教室和办公室布局作了调整,投入资金元,粉刷了教学楼的内壁外墙,改建了升旗台,扩建了花园,设置多处防护栏杆,校园环境进一步美化。二是学校筹资元购置课桌凳及办公桌椅300多套、电脑90多台,新建多功能电教室及会议室各一个,使教育资源不断优化,办学条件大为改善。2.在全体教师的共同努力下,我校通过了市级语言文字规范化示范校评估验收,并作为清水县语言文字达标城市评估受检单位之一接受了省市专家的考核评估,工作得到了与会专家的一致好评。3.学校“两基”迎“国检”工作已全面展开,正在紧张有序地进行。回顾过去,我们踏实努力;展望未来,我们信心满怀。本学期的工作,在各位老师的共同努力下已圆满结束,各项工作均取得了不俗的成绩,在此,我向一学期来在工作岗位上孜孜不倦、勇于奉献的各位教师表示衷心的感谢。也希望各位老师以新的成绩为起点,再接再厉,再创辉煌。今年以来贵乌路街道党工委、办事处在区委、区政府的直接领导下,在区纪委的指导与帮助下,坚持以“学习和实践科学发展观”重要思想为指导,全面落实科学发展观,深入贯彻落实中央、省、市、区关于党风廉政建设和反腐败斗争的工作部署,较好地完成

了党风廉政建设和反腐败工作各项任务。现将贵乌路街道党工委、办事处贯彻落实党风廉政建设情况报告如下:一、领导班子履行职责情况1、我处领导班子抓党风廉政建设和反腐败工作分工明确,责任落实。年初,党工委结合我单位实际,制定了《党风廉政建设和反腐败工作实施意见》、《贵乌路街道党工委领导班子及成员党风廉政建设责任制分工及职责》,调整党风廉政建设领导小组成员。处领导班子将党风廉政建设和反腐败工作纳入了年度的目标管理,列入了党工委的重要议事日程,做到了年初早部署、年中抓检查、年底有总结报告,并且领导班子成员每人都有履行职责报告。2、继续贯彻落实《实施纲要》,按照中央、省、市、区建立健全惩治和预防腐败体系的要求,领导班子组织全处干部职工认真学习了《实施纲要》的内容并贯彻落实好。我街道在贯彻落实好上级对教育、制度、监督的相关措施的同时结合单位实际建立完善了29项制度,进一步形成了用制度管人的局面。3、街道领导班子历来非常重视反腐倡廉宣传教育工作,并将其纳入处宣传工作意见中,将反腐倡廉理论作为党工委中心组理论学习的内容,今年将反腐倡廉的有关内容纳入党工委中心组理论学习的就有三次。认真组织班子成员观看警示教育片,做到防微杜渐。4、街道领导班子成员变动后,及时调整了班子及成员党风

廉政建设责任制分工及职责和党风廉政建设领导小组成员。5、继续加强源头预防和治理,深入开展党务公开、政务公开和居务公开工作。凡需党员群众知晓或监督的事情都分别在党务公开、政务公开和居务公开栏内进行了告知,自觉接受群众监督。凡涉及辖区重大发展事项的党工委会都邀请了党员、群众、人大代表、政协委员参加,促进了决策的科学化、民主化。6、认真执行上级有关规定,严格责任制考核和追究。一年来,未发生有责任不追究的情况。7、在治理领导干部党风方面采取有效措施。一是通过组织学、自学等形式学习党纪党规和反腐倡廉有关规定;二是组织观看先进人物典型事迹和警示教育片;三是强化制度管理,严格执行责任追究;四是深入社区切实为群众解决一些困难。通过开展教育活动,增强了广大党员干部遵纪守法和自觉接受监督的意识,增强了党组织的凝聚力和战斗力,也进一步改善了党群、干群关系,促进了辖区和谐发展。8、街道党工委、办事处领导班子积极支持、配合区公商、税务、安监等执纪执法部门依法履行职责。二、“一把手”履行职责情况1、街道党工委办事处党政主要领导及时主持召开研究反腐倡廉计划、部署、分工和重大问题的会议。如社区办公用房、社区换届、辖区群众反映的热点、难点问题等等,并且年终有履职报告。

2、“一把手”经常对班子成员和社区书记主任履职尽责情况进行交流并督促检查,促使大家尽职尽责地完成好本职工作。3、“一把手”对班子成员和社区书记主任存在的苗头性问题,一经发现及时批评纠正并帮助解决。4、继续坚持“一把手”每年讲廉政党课或反腐倡廉形势报告。今年七一来临之际,党工委书记给大家上了一堂以“加强作风建设,促进廉洁从政”为主要内容的廉政党课,使大家再一次受到了很好的教育。三、班子成员履行职责情况1、班子成员能够对分管范围内的反腐倡廉工作及时研究、部署、落实分管工作和重大问题,并多次专题研究党风廉政建设和反腐败工作。班子成员按照分工认真履行职责,对分管范围内的反腐败工作,有安排,有检查,有总结。2、班子成员对群众反映强烈的热点、难点问题,及时研究,并制定切实可行的措施把问题解决在基层,群众满意。3、班子成员能够严格执行有关事项报告制度、重要情况报告制度述职述廉等制度。4、党政“一把手”经常听取分管领导对分管范围内的党风廉政建设情况汇报;班子成员每季度至少一次听取分管科室领导的党风廉政建设情况汇报,发现问题及时帮助解决,班子成员党风廉政建设责任落实,表率作用好,干部职工满意,没有违纪违规情况发生。

5、领导班子成员都能按照分工各负其责,抓好分管范围内的党风廉政建设和反腐败工作,并取得了新的明显成效。6、班子成员都能够对分管范围内的领导干部,职工进行严格教育,严格要求,严格管理,严格监督,并督促其认真履行党风廉政建设责任制。积极与分管范围内领导班子和领导干部开展谈心活动,做到发现问题及时提醒,早打招呼,及时纠正,重大问题及时报告。一年来,无违纪情况发生。四、建立健全反腐倡廉法规制度党工委、办事处继续深入开展党务公开、政务公开和居务公开工作。继续开展规范化服务型政府建设工作,进一步完善了规范化服务细则、优化办事流程、坚持挂牌服务、落实一次性告知制、首问责任制、职位代理和信访举报制度,促使干部职工的责任意识、服务意识进一步增强。加强机关干部作风建设,狠抓辖区投资软环境治理工作,杜绝了“四难”和“吃、拿、卡、要”现象的发生,切实解决群众反映强烈的问题,在城市管理等工作中文明执法、亮证执法。认真执行“收支两条线”管理规定。严格按照规定实行政府采购和工程招标制度。认真开展了国有资产清理工作。凡涉及群众切身利益的事情如廉租住房、低保家庭等都严格按规定进行调查核实、公示,做到公开、公平、公正,使群众满意。大力开展了一系列廉政文化建设活动,在辖区营造了“以廉为荣,以贪为耻”的良好氛围,切实从源头上预防了腐败现象的发生。

2024年2月25日发(作者:葛妙柏)

EM现代化工厂Modern Factory■ 李新平/湘潭职业技术学院基于西门子S7—300/400PLC的控制网络设计1引言SIMATIC S7—300/400系列可编程序控制器是西门子公司全集成自动化系统中的控制核心,是其集成性和开放性的重要体现。它将先进控制思想、现代通信技术和IT技术的最新发展集于一身。在CPU运算速度、程序执行效率、故障自诊断、联网通信、面向控制工艺和运动对象的功能集成以及实现故障安全的容错与冗余技术等方面都取得了公认的成就。它在全球大、中规模的自动化领域获得了广泛的应用。在实际应用中,西门子控制网络是应用最多的系统,一个典型的工厂自动化系统一般是由现场设备层、车间监控层、工厂管理层组成的3级网络结构,如图1所示。据(过程映像数据交换)。车间监控层又称为单元层,用来完成车间主生产设备之间的连接,实现车间级设备的监控。车间级监控包括生产设备状态的在线监控、设备故障报警及维护等。通常还具有如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控网络可采用Profibus—FMS或工业以太网,Profibus—FMS是一个多主网络,这一级数据传输速度不是最重要的,但是应能传送大容量的信息。现场设备层的主要功能是联接现场设备,如分布式I/O、传感器/驱动器、执行机构和开关设备等,完成现场设备控制及设备间联锁控制。主站(PLC、PC或其他控制器)负责总线通信管理及与从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序存储在主站中,并由主站执行。工业以太网工业以太网管理层单元层现场层执行器/传感器层图1    SIMATIC NET网络系统ProfibusProfibusAS—IAS—I是执行器传感器接口(Actuator SensorInterface)的缩写,它是用于现场自动化设备(即传感器和执行器)的双向数据通信网络,位于工厂自动化网络的最底层。AS—I已被列入IEC62026国际标准的第2部分。AS—I特别适用于连接需要传送开关量的传感器和执行器,例如读取各种接近开关、光电开关、压力开关、温度开关、物料图1所示的工厂管理层中,车间操作员工作站可以通过集线器与车间办公管理网连接,将车间生产数据送到车间管理层。车间管理网作为工厂主网的一个子网,通过交换机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网,将车间数据集成到工厂管理层。工厂管理层通常采用符合IEC802.3标准的以太网,即TCP/IP通信;在很多的S7—300/400的CPU中集成有MPI和DP通信接口,还有Profibus—DP和工业以太网的通信模块,以及点对点通信模块。通过Profibus—DP或AS—I现场总线,CPU与分布式I/O模块之间可以周期性地自动交换数位置开关的状态,控制各种阀门、声光报警器、继电器和接触器等,AS—I也可以传送模拟量数据。2网络拓扑结构图2所示为某控制系统的拓扑结构图,最上一层为SIEMENS工业以太网,该网络上有两台计算机,分别为工程师站和操作员站,工程师站安装有监控组态软件,负责整个监控系统的运行;同时作为OPC服务器,负责与Profibus主站—西门子S7—400系列PLC (CPU412—2DP)交换数据,使组态软件中定义的变量与PLC中的各个控制点相对应。86 | ·2008年第5期

Modern Factory以太网工程师站S7—300PLCCPU315—2DP操作员站间的通信可以通过STEP7及NCM IE等软件来完Profibus—DP带DP接口的控制器,如变频器等DP/ASI网关成,与上位机的通信则需要使用SIMATIC Net软件。下面重点分析第2层Profibus—DP的通信机制及实现方法。AS—I总线S7—300PLCCPU315—2DPET200M控制对象Profibus—DP的通信协议的介质存取控制(Medium Access Control,MAC)采用两种存取方式,即主站之间的令牌传LOGO控制对象光电开关图2    网络结构示意图接近开关工程师站、操作员站、CPU412—2DP是通过SIEMENS工业以太网电气链路模块(相当于HUB,本系统中链路模块型号为6GV1 105—3AA0)互相连接通信;其中工程师站和操作员站分别装有SI-EMENS专用工业以太网卡CP5613和CP1612;而CPU412—2DP则是通过CP443—1工业以太通信模块连接,同时CPU412—2DP是OPC客户端。在以太网中是通过各站点的IP地址来标识身份的。 第二层为Profibus—DP现场总线网,各站点通过DP地址来标识身份,本系统的各站点地址分别为:主站CPU412—2DP其DP地址2,挂在DP总线上的各从站点分别为:CPU315—2DP的DP地址3,远程I/O ET200M的DP地址4,变频器的DP地址5,DP/ASI网关的DP地址6,CP5613卡(安装在工程师站)的DP地址0(系统规定,一般不允许更改)。 第三层为AS—I现场总线网,通过DP/ASI网关(IM153)与DP网相连,该网关同时作为AS—I主站,AS—I总线的特点是结构简单,两线信号既是电源回路也是信号回路,可连接31个AS—I从站,每站点最大传输点为4I/4O,比较适合于一些简单的检测器件和执行机构的组态,本系统中的AS—I从站有以下几个:带AS—I接口模块的西门子LOGO1块,4I/4O模块一块,带AS—I接口的光电开关和接近开关各一只;AS—I各从站的地址通过专用的AS—I手持编址器进行设定。递方式和主站与从站之间的主从方式,其中令牌传递控制如图3所示。令牌环令牌传递M3轮询M5M6M8S1S2S4主站从站S7S9S10M:Master(active stations)S:Slave(passive stations)图3    Profibus总线存取方法在图3中,Profibus总线上的主设备M3获得令牌,即获得了总线控制权,此时,主设备M3与M5进行数据传递,同时M3也可以与从设备S1、S2、S3等进行通信,M3对从设备进行循环查询。当M3主站没有需要发送的帧或在规定时间内发送完了所需发送的帧,或者M3的控制时间终了时,它就将主站令牌传递给下一个主站M5。以后,令牌在M5—M6—M8—M3之间进行传递。Profibus—DP物理层与ISO/OSI参考模型的第一层相同,采用EIA—RS485协议,根据数据传输速率的不同,可选用双绞线和光纤两种传输介质,Profibus—DP数据链路层协议媒体访问控3网络通信及实现以太网通信包括PLC站与站之间的通信以及制(MAL)部分采用受控访问的令牌总线(TOKEN BUS)和主从方式。令牌总线与局域网IEEE8024协议一致,令牌在总线上的各主站间传PLC与上位机监控站之间的通信,PLC站与站之www.eage.com.cn2008年第5期· | 87

EM现代化工厂Modern Factory递,持有令牌的主站获得总线控制权,该主站依照关系表与从站或其他主站进行通信。令牌传递在主站间的总线结构基础上形成逻辑令牌环,保证每个主站在确定时间内能够取得总线使用权(令牌),并且任一时刻只能有一个主站发送数据,完全避免了冲突;令牌在所有主站间循环一周的最长时间是事先规定好的,从而保证报文传递的实时性。当硬件连接好后,主要是通过STEP7软件中的管理器来组态各硬件之间的关系。首先在管理器中建立各个站(这里主要是指建立各类型主站),本系统各类型主站分别为:S7—300 Station、S7—400 Station、PC Station (CP5613卡)、PC Sta-tion 1 (CP1612卡),然后再分别对每个站进行硬件配置,此处必须与实物对应,包括具体的槽位、各组件的产品序列号等,当配置PLC的CPU时,系统会自动提示网络选择。完成硬件组态后,接下来在客户端S7—400侧编程调用SFB14(GET),读取S7—300侧的数据和SFB15(PUT)来向S7—300站发送数据,参考程序如下:Call SFB14“GET”CALL“GET”,DB14REQ:=M0.0(M0.0=1 Active job at rising edge上升沿触发接收请求)ID:=W#16#1(This ID is come from LOCALID. 本地连接ID号)NDR:=M0.1 (0:Job not started or still active. 任务没有开始或进行中,1:Job successfully 任务成功)ERROR:=M0.2   (Check error 错误检测)STATUS:=MW2  (Error display 显示错误)ADDR_1:=P#DB1.DBX0.0 BYTE 122(Server station S7—300 data area, Max.byte 122 服务器端的源数据区1,最大为122 B)ADDR_2:=  (可以从四个数据区取数据)ADDR_3:=ADDR_4:=RD_1:=P#M100.0 BYTE122   (Client sta-tion S7—400 data area 客户机端的数据存放区1)RD_2:= (对应四个数据存放区)RD_3:=RD_4:=Call SFB15 “PUT”CALL“PUT”,DB15REQ:=M10.0   (M10.0=1 Active job at ris-ing edge上升沿触发数据发送请求)ID:=W#16#1   (This ID is come from LO-CAL ID. 本地连接ID号)DONE:=M10.1 (0:Job not started or stillactive. 任务没有开始或进行中,1:Job success-fully 任务成功)ERROR:=M10.2(Check error 错误检测)STATUS:=MW12   (Error display 显示错误)ADDR_1:=P#DB1.DBX200.0 BYTE 122(Server station S7-300 data area, Max.byte 122 服务器端的数据接收区1,最大为122 B)ADDR_2:=(可以向四个数据区发送数据)ADDR_3:=ADDR_4:=SD_1:=P#M400.0 BYTE 122   (Clientstation S7-400 data area 客户机端的数据存放区1)SD_2:= (可以有四个源数据存放区)SD_3:=SD_4:=4结束语 西门子提供功能强大的工业以太网络,主要是针对大数据量交换以及实时性要求较高的控制系统,IT技术的应用体现了以太网发展的趋势,同时也为工业以太网的发展提供了更为广阔的空间;Profibus现场总线是一种数字通信网络,在系统中间层或不同层的总线设备之间均采用数字信号进行通信。在上述控制网络中,由于用数字信号替代模拟信号,因而可实现一对电线上传输多个信号(包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息)同时又为多个设备提供电源,现场设备以外不再需要A/D、D/A转换部件,这样大大减少了导线和连接附件,提高了系统的可靠性和抗干扰能力。因此,这种总线控制系统几乎所有的工业控制系统以及楼宇自动化系统都可以应用,并且它还是“全集成自动化”的系统总线。EM     (收稿日期:2008.03.12)88 | ·2008年第5期

学校工作总结本学期,我校工作在全体师生的大力支持下,按照学校工作计划及行事历工作安排,紧紧围绕提高教育教学质量的工作思路,不断强化学校内部管理,着力推进教师队伍建设,进一步提高学校办学水平,提升学校办学品位,取得了显著的成绩。现将我校一学期来的工作总结如下:一、德育工作本学期我校德育工作围绕学校工作中心,精心安排了“文明守纪”、“良好习惯养成”、“光辉的旗帜”、“争先创优”等主题教育月活动,从培养学生的行为规范,狠抓养成教育入手,注重务实,探索途径,加强针对性、实效性和全面性,真正把德育工作落到实处。1.强化学生养成教育,培养学生良好习惯。本学期,我校德育工作十分注重学生的常规管理,尤其重视对学生的养成教育。一是利用班队会、红领巾广播站、国旗下演讲对学生进行品德熏陶。二是以文明监督岗为阵地,继续强化了“文明班集体”的创建评比活动,通过卫生、纪律、两操等各项常规的评比,增强了学生的竞争意识,同时也规范了学生的行为。三是继续加大值周检查的力度,要求值周领导、教师、学生按时到岗,在校门口检查、督促学生有秩序出入校园,从而使学生的行为规范时时有人抓,处处有人管,形成了良好的局面。

2.抓好班主任队伍建设,营造全员育人氛围。班主任是学校德育工作最重要的力量,为了抓好班主任队伍建设,提高班主任素质水平,学校在第十二周组织开展了班主任工作讲座,在学期末举行了班主任工作交流,在活动中探索行之有效的工作方法,总结经验,交流心得,使班级管理工作更上新台阶。3.充分发挥主题班队会的教育功能。主题班队会,是对学生进行德育教育的一种特殊而卓见成效的方式之一。为了充分发挥主题班队会的教育意义,第十三周,四(3)中队举行了“祖国美,家乡好”主题队会观摩活动,有效规范了我校主题中队会程序,强化了主题队会对学生的思想教育作用。二、学校管理工作1.建立健全规章制度。学期初,学校制定了出明确的目标计划及管理措施,做到了目标明确、工作具体,有效地增强了全体教师参与学校管理的主人翁意识,充分调动了全体教师的工作积极性,保障了教育教学工作的顺利开展。2.因人分工、职责明确。学校实施中层领导包级、值周制度,对学校的中层干部进行合理分工,责任到人,让每一位行政领导干部都能充分发挥自己的才能。3.坚持周一例会制度。学校每周星期一早上召开行政会,下午召开教师会议,贯彻“集体领导,会议决定”的要

求,做到了事无大小,均开会商榷研究,学校管理民主,政令畅通。三、教学科研工作本学期学校教学工作围绕学校工作目标,以课堂教学为落脚点,以校本教研为抓手,以学习洋思经验为载体,切实有效地进行了教学研究,提高了教学质量和教科研能力,为学校发展奠定了坚实的基础。1.切实抓好教学常规管理,努力提升学校教学质量。本学期,学校教导处进一步明确了教师课堂教学的基本要求,抓严细节,抓实过程,规范了教师的教学行为,全体教师都能做到扎实备课、认真上课、及时批改作业,注重课堂实效性。教导处对教师教学常规的检查也常抓不懈,坚持每周签阅一次教师教案,每月对教师教案和作业进行一次量化考核,第十三周教导处还组织举行了“优秀教案作业”展评,对教案备写规范、作业批阅认真的教师进行了表彰奖励。2.加强校本教研的实效性,开展和谐高效课堂建设。本学期学校主要围绕“提高课堂效率”这个主题,以学习洋思经验为载体,充分发挥教导处、教研组、骨干教师的作用,大力开展了学习洋思中学教学模式专题研讨活动,学校本着“取长补短,为我所用,结合校情,灵活运用”的原则,通过开展专题讲座、教师研讨等活动,边研讨,边实践,在实践中发现问题,在研讨中总结经验,鼓励教师集体备课、撰

写学案,大胆尝试、灵活运用,以此来更新教师观念,促进全体教师不断提高教学技能。学校各教研组也能各负其责,认真组织教师开展每周星期四的教研活动,各位教师也能认真学习相关理论,观看特级教师课堂教学实录,确保了学校教研活动的有效开展。3.加强教师的专业技能,提高教师队伍素质。一是学校组织开展了新教师汇报课、过关课及老教师结对帮带活动,通过多种途径,培养新教师尽快成长,提高教育教学水平。二是组织开展了优秀教师示范课观摩活动,让教师在相互交流中查漏补缺、不断完善。三是鼓励教师撰写各种论文,参与教研教改。本学期,学校在各级各类论文评选活动中获奖的教师达到人次。4.加强教科研工作,走科研兴校之路。本学期,我校制定了切实可行的教研计划,采取得力措施保证计划落到实处,要出成果、见效益。学校组织进行的《留守儿童教育问题》专项课题研究工作在参与人员的共同努力下取得了可喜的成绩。5.加强毕业班的教学与管理,努力提高整体教学质量。学校安排业务领导负责毕业年级教学管理工作,明确目标任务,落实工作责任,及时协调解决毕业班教学中遇到的各种问题。另外,学校还组织全体毕业班教师认真总结近几年毕业班教学管理经验,找出本届毕业生的优点,分析存在问题,

在此基础上结合各班、各学科实际,制订毕业班教学计划,明确目标,落实措施。四、安全工作学校始终把安全工作列为学校的头等大事,与学校德育工作紧密结合,坚持以防为主,积极开展各类安全教育活动,落实各项防卫措施,学校安全工作得到全面、深入、有效的开展。1.学校在第四周开展了“珍爱生命,注意安全”主题教育周活动,对学生进行安全教育,强化了师生安全意识,让每位学生都对安全工作有了深刻的了解。2.坚持门卫值班制度,做好外访登记,严防闲散人员进入校园。做好上课期间师生外出登记工作,确保校园治安安全,维护正常教学秩序。3.后勤处定期对校园设施进行排查,消除安全隐患,防患于未然。4.利用集会、班队会等途径有针对性地对学生进行安全教育,让学生在耳濡目染中树立安全第一的思想认识。5.坚持学生放学路队护送制度,保证学生出行安全。6.对学生上下楼梯进行严格的管理,划分班级疏散通道,安排教师组织学生有秩序上下楼梯,提醒学生注意安全,通过这些措施,有效地杜绝了安全事故的发生。五、校园文化建设

为了丰富校园文化生活,培养和提高我校师生的文化品位和艺术修养,不断推进我校素质教育的全面实施,学校组织参加和举办了各种形式的主题教育活动,真正使德育教育内化于学校工作的方方面面。1.4月13日,开展了中青年教师“师德师风演讲”比赛活动,激励广大教师进一步树立育人宗旨,促进教风改变。2.6月1日,开展“我心向党”六一国际儿童节庆祝活动,各中队排练节目扎实认真,所有参赛节目生动活泼、形式新颖,为广大师生献上了一份异彩纷呈的文化大餐。3.第八周成功举办了春季田径运动会,整个活动组织有序、各中队踊跃参与,运动员顽强拼搏。运动会的举办,增强了学生的集体荣誉感和互助互爱的精神,班级的凝聚力得到了加强,为良好班风的形成创造了有利的条件。在此之前,我校代表队参加了清水县第第二的好成绩。4.为丰富校园文化生活,丰富学生精神世界,学校本学期组建了音乐、书法等课外活动小组,以此培养学生爱好,发展学生特长,激发学生热爱艺术的兴趣,增长学生的知识和才干,让学生在德智体美等方面全面发展。此外,学校还积极组织师生参加各级各类征文、演讲比赛活动,并多次在比赛中获奖。六、其他工作届田径运动会,取得了团体

1.加大投入,改善办学条件。一是原五中教学楼移交后,学校对教室和办公室布局作了调整,投入资金元,粉刷了教学楼的内壁外墙,改建了升旗台,扩建了花园,设置多处防护栏杆,校园环境进一步美化。二是学校筹资元购置课桌凳及办公桌椅300多套、电脑90多台,新建多功能电教室及会议室各一个,使教育资源不断优化,办学条件大为改善。2.在全体教师的共同努力下,我校通过了市级语言文字规范化示范校评估验收,并作为清水县语言文字达标城市评估受检单位之一接受了省市专家的考核评估,工作得到了与会专家的一致好评。3.学校“两基”迎“国检”工作已全面展开,正在紧张有序地进行。回顾过去,我们踏实努力;展望未来,我们信心满怀。本学期的工作,在各位老师的共同努力下已圆满结束,各项工作均取得了不俗的成绩,在此,我向一学期来在工作岗位上孜孜不倦、勇于奉献的各位教师表示衷心的感谢。也希望各位老师以新的成绩为起点,再接再厉,再创辉煌。今年以来贵乌路街道党工委、办事处在区委、区政府的直接领导下,在区纪委的指导与帮助下,坚持以“学习和实践科学发展观”重要思想为指导,全面落实科学发展观,深入贯彻落实中央、省、市、区关于党风廉政建设和反腐败斗争的工作部署,较好地完成

了党风廉政建设和反腐败工作各项任务。现将贵乌路街道党工委、办事处贯彻落实党风廉政建设情况报告如下:一、领导班子履行职责情况1、我处领导班子抓党风廉政建设和反腐败工作分工明确,责任落实。年初,党工委结合我单位实际,制定了《党风廉政建设和反腐败工作实施意见》、《贵乌路街道党工委领导班子及成员党风廉政建设责任制分工及职责》,调整党风廉政建设领导小组成员。处领导班子将党风廉政建设和反腐败工作纳入了年度的目标管理,列入了党工委的重要议事日程,做到了年初早部署、年中抓检查、年底有总结报告,并且领导班子成员每人都有履行职责报告。2、继续贯彻落实《实施纲要》,按照中央、省、市、区建立健全惩治和预防腐败体系的要求,领导班子组织全处干部职工认真学习了《实施纲要》的内容并贯彻落实好。我街道在贯彻落实好上级对教育、制度、监督的相关措施的同时结合单位实际建立完善了29项制度,进一步形成了用制度管人的局面。3、街道领导班子历来非常重视反腐倡廉宣传教育工作,并将其纳入处宣传工作意见中,将反腐倡廉理论作为党工委中心组理论学习的内容,今年将反腐倡廉的有关内容纳入党工委中心组理论学习的就有三次。认真组织班子成员观看警示教育片,做到防微杜渐。4、街道领导班子成员变动后,及时调整了班子及成员党风

廉政建设责任制分工及职责和党风廉政建设领导小组成员。5、继续加强源头预防和治理,深入开展党务公开、政务公开和居务公开工作。凡需党员群众知晓或监督的事情都分别在党务公开、政务公开和居务公开栏内进行了告知,自觉接受群众监督。凡涉及辖区重大发展事项的党工委会都邀请了党员、群众、人大代表、政协委员参加,促进了决策的科学化、民主化。6、认真执行上级有关规定,严格责任制考核和追究。一年来,未发生有责任不追究的情况。7、在治理领导干部党风方面采取有效措施。一是通过组织学、自学等形式学习党纪党规和反腐倡廉有关规定;二是组织观看先进人物典型事迹和警示教育片;三是强化制度管理,严格执行责任追究;四是深入社区切实为群众解决一些困难。通过开展教育活动,增强了广大党员干部遵纪守法和自觉接受监督的意识,增强了党组织的凝聚力和战斗力,也进一步改善了党群、干群关系,促进了辖区和谐发展。8、街道党工委、办事处领导班子积极支持、配合区公商、税务、安监等执纪执法部门依法履行职责。二、“一把手”履行职责情况1、街道党工委办事处党政主要领导及时主持召开研究反腐倡廉计划、部署、分工和重大问题的会议。如社区办公用房、社区换届、辖区群众反映的热点、难点问题等等,并且年终有履职报告。

2、“一把手”经常对班子成员和社区书记主任履职尽责情况进行交流并督促检查,促使大家尽职尽责地完成好本职工作。3、“一把手”对班子成员和社区书记主任存在的苗头性问题,一经发现及时批评纠正并帮助解决。4、继续坚持“一把手”每年讲廉政党课或反腐倡廉形势报告。今年七一来临之际,党工委书记给大家上了一堂以“加强作风建设,促进廉洁从政”为主要内容的廉政党课,使大家再一次受到了很好的教育。三、班子成员履行职责情况1、班子成员能够对分管范围内的反腐倡廉工作及时研究、部署、落实分管工作和重大问题,并多次专题研究党风廉政建设和反腐败工作。班子成员按照分工认真履行职责,对分管范围内的反腐败工作,有安排,有检查,有总结。2、班子成员对群众反映强烈的热点、难点问题,及时研究,并制定切实可行的措施把问题解决在基层,群众满意。3、班子成员能够严格执行有关事项报告制度、重要情况报告制度述职述廉等制度。4、党政“一把手”经常听取分管领导对分管范围内的党风廉政建设情况汇报;班子成员每季度至少一次听取分管科室领导的党风廉政建设情况汇报,发现问题及时帮助解决,班子成员党风廉政建设责任落实,表率作用好,干部职工满意,没有违纪违规情况发生。

5、领导班子成员都能按照分工各负其责,抓好分管范围内的党风廉政建设和反腐败工作,并取得了新的明显成效。6、班子成员都能够对分管范围内的领导干部,职工进行严格教育,严格要求,严格管理,严格监督,并督促其认真履行党风廉政建设责任制。积极与分管范围内领导班子和领导干部开展谈心活动,做到发现问题及时提醒,早打招呼,及时纠正,重大问题及时报告。一年来,无违纪情况发生。四、建立健全反腐倡廉法规制度党工委、办事处继续深入开展党务公开、政务公开和居务公开工作。继续开展规范化服务型政府建设工作,进一步完善了规范化服务细则、优化办事流程、坚持挂牌服务、落实一次性告知制、首问责任制、职位代理和信访举报制度,促使干部职工的责任意识、服务意识进一步增强。加强机关干部作风建设,狠抓辖区投资软环境治理工作,杜绝了“四难”和“吃、拿、卡、要”现象的发生,切实解决群众反映强烈的问题,在城市管理等工作中文明执法、亮证执法。认真执行“收支两条线”管理规定。严格按照规定实行政府采购和工程招标制度。认真开展了国有资产清理工作。凡涉及群众切身利益的事情如廉租住房、低保家庭等都严格按规定进行调查核实、公示,做到公开、公平、公正,使群众满意。大力开展了一系列廉政文化建设活动,在辖区营造了“以廉为荣,以贪为耻”的良好氛围,切实从源头上预防了腐败现象的发生。

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