基于S7-200西门子PLC和先进的电流检测技术设计一种航行灯监控系统，该系统具有控制准确、可靠，运行稳定性高、调试方便等优点，满足各级船级社规范要求。
1 航行灯监控系统的总体设计方案
1)航行灯系统由来自航行灯分电箱的AC220V主电源和应急电源两路供电，主电源优先；当主电源故障时，自动切换为应急电源供电，同时设有电源指示灯和电源故障报警。2)为了提高控制的准确性和降低能量消耗，航行灯的工作状态检测改变以往的串联分压电阻的方法，而采用电流继电器进行检测，并将检测结果通过电流继电器的常开触点送人PLC中。电流继电器的动作整定值由灯具的额定电流而定。3)整个监控系统以S7-200西门子PLC为控制核心，由PLC采集航行灯系统的电源、线路、灯具设备的运行状态，并按照控制要求通过MT6100IV5的程序驱动相应的指示灯和蜂呜器工作。4)航行灯的控制操作面板设置在驾控台上，每一盏灯的开启和关闭由操作人员在驾驶室中完成，系统设备和电源的监视及报警结果也在控制板上以声光显示。5)设有试验按钮，用于控制板各元件的测试。6)以某散货船航行灯的配置为例，设计出的航行灯监控面板图。
2 航行灯系统供电线路原理图及西门子PLC硬件设计
2.1航行灯系统供电线路原理图
为了使航行灯监控系统能实时监视线路的工作状态，考虑采用电流继电器串接在每一盏航行灯的供电线路中，并按照灯具的额定功率和额定电压(如，220V60W)进行电流继电器的动作电流整定。电流继电器线圈得电，则线路正常；线圈断电，则线路故障。因此，电流继电器的触点就可以作为线路的故障检测信号输入到西门子PLC中。同时考虑两路电源供电的要求，设计出的航行灯系统供电线路原理图。
2.2 西门子PLC选型及I/O信号分配
西门子S7-200系列PLC具有小型化、高速度、高性能、便于联网通信和扩展等优点，故作为系统控制核心的。选择CPU为CPU226：具有24点DI和16点DO，扩展模块选择EM223：具有8点Dl和8点DO。
3 系统监控程序设计
系统监控程序的主要功能是实现当航行灯的控制开关闭合时，对应的航行灯及其在控制板上的指示灯点亮；而当电源或某一盏灯线路发生故障时，西门子变频器的控制板上对应的指示灯以1Hz的频率闪烁，同时蜂呜器发声以示报警；故障消失，报警解除。同时程序中还兼顾了试验按钮对于控制板各元件的的测试功能。
程序设计采用模块化结构，在西门子STEP7-Micro/Win集成环境下开发。主要包括：系统监控主程序、航行灯及电源监控子程序、蜂鸣器报警控制子程序、通信子程序等。
由于各灯的监控程序很相似，仅以前锚灯的监控为例，设计出系统的主程序及部分监控子程序。
工作台是用来安装夹具和工件。在横向溜板上的水平导轨上，工作台沿导轨作左、右移动。在升降台的水平导轨上，使工作台沿导轨前、后移动。升降台依靠下面的丝杠，沿床身前面的导轨同工作台一起上、下移动。
变速冲动：为了使主轴变速、进给变速时变换后的齿轮能顺利地啮合，主轴变速时主轴电动机应能转动一下，进给变速时进给电动机也应能转动一下。这种变速时电动机稍微转动一下，称为变速冲动。
其它运动有：进给几个方向的快移动运动；工作台上下、前后、左右的手摇移动；回转盘使工作台向左、右转动±450；悬梁及刀杆支架的水平移动。除进给几个方向的快移运动由电动机拖动外，其余均为手动。
进给速度与快移速度的区别，只不过是进给速度低，快移速度高，在机械方面由改变传动链来实现。
与其它 S7-300 模块共享系统技术，即，它们可在一种组态中一起使用。
电隔离。
通过编码，针对极性反接提供保护。
传感器和执行器经由模块来供电。
直接接线模块的输入和输出，无需使开关放大器或触感器供电单元。
可通过软件进行再接线。
模块具有诊断功能。
减少规划、安装和文本等方面的开销。
配电室内所需的空间较小。
可连接到所有 SIMATIC 自动化站，在 ET 200M 中使用时，可作为标准从站连接到所有 PROFIBUS DP网络
系统组态
本安和非本安电路在模块上实现电隔离。通过防爆型模块为传感器和执行器供电。
防爆型总线模块的端子排为蓝色。DIN VDE 0165中通常为本安电路规定了这种标记。这样标记的设备不能用于其它用途。
例如，认证为本安的传感器和执行器可连接到防爆型输入/输出模块。
除防爆型模块外，其它模块也可以在组态中使用。此时，必须确保使用 LK 393 电缆导管来连接防爆型模块。
将本安设备和相关设备互连时，必须满足以下先决条件：
相关设备 | 现场设备 + 电缆 | |||
|---|---|---|---|---|
U0 | < | U大值 | ||
IK | I大值 | |||
P | ≤ | P大值 | ||
Ca | ≥ | Ci +C电缆 | ||
La | Li +L电缆 | |||
键 | ||||
U0: | 空载电压 | U大值： | 大电压 | |
Ik： | 电源电流 | I大值： | 大电流 | |
P: | 功耗 | P大值： | 大功率 | |
Ca: | 高允许电容 | Ci: | 内部电容 | |
La: | 允许的大外部电感 | C电缆： | 电缆电容 | |
Li: | 内部电感 | |||
L电缆: | 电缆电感 | |||
证书
ATEX 认证
SIMATIC S7 防爆型模块通过了 Ex nA [ib] [ibD] IIC 认证。可以连接 Zone1/21和 Zone 2/22 用的本安型装置。许可证适用于 IIA...IIC组中的所有潜在爆炸性气体混合物。有关安全限值，请参见符合性证书。
FM 认证
满足 FM 认证“FM 1 类、2 分区、A/ B/C/D 组、T4”要求。
防爆型 I/O S7-300，ET 200M参考手册
手册中概述了“防爆”主题。读者可全面了解有关“防爆”主题的信息。手册涉及以下主题：
相关标准与法规。
主要和次要防爆。
保护类型。
该手册还提供了使用防爆型 I/O 所需的信息。另外，还介绍了以下主题：
防爆型装置的结构。
在危险区域中的安装。
S7-300 防爆型 I/O 的可能用途：集中式（S7-300）和分布式（SIMATIC 的 ET 200M，或作为标准从站）
规划和组态文档。