西門子電機(jī)6SL3120-1TE26-0AA3

開放式接口 
WinAC提供標(biāo)準(zhǔn)的OPC控件接口及Active X控件接口,對(duì)于我們的應(yīng)用提供了*的方便。
OPC 過(guò)程控制OLE 是一種通過(guò)WINOOWs NT應(yīng)用程序自動(dòng)存取數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，也是WinAC的標(biāo)準(zhǔn)特性。使用OPC服務(wù)器可以訪問(wèn)控制驅(qū)動(dòng)程序中的過(guò)程數(shù)據(jù)：Active X 控件接口，不用編程直接從OLE 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)。這種功能使得我們可以在軟件開發(fā)中借助于語(yǔ)言Visual Basic進(jìn)行更復(fù)雜的應(yīng)用開發(fā)。
計(jì)算功能
WinAC提供強(qiáng)大的計(jì)算功能，與工業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)，之間建立起一條工作數(shù)據(jù)鏈路。使得上位計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)處理過(guò)程數(shù)據(jù)，完成復(fù)雜的測(cè)量控制與故障分析計(jì)算，并能夠在Visual Basic中創(chuàng)建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel中做統(tǒng)計(jì)分析。在過(guò)程控制和PC 應(yīng)用程序之間管理數(shù)據(jù)信息流量。允許、簡(jiǎn)便地訪問(wèn)并能顯示和修改過(guò)程數(shù)據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)處理量大，要求內(nèi)存高的過(guò)程控制系統(tǒng)，一般的PLC控制器難以勝任的工作，用WinAC則可以輕松解決，這是我們選用WinAC的理由，也是SIEMENS給我們提供了一個(gè)合適而且經(jīng)濟(jì)的解決方案。
四、系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)

全系統(tǒng)成型機(jī)共有18臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配備一臺(tái)TD-200和CPU224控制器，用于本機(jī)運(yùn)行速度。面皮厚度的測(cè)控及參數(shù)顯示與給定設(shè)定，其中9臺(tái)軋面機(jī)的PLC兼控面皮厚度，實(shí)現(xiàn)面皮厚度閉環(huán)控制。18臺(tái)PLC與18臺(tái)變頻器分布于生產(chǎn)全線，全部控制設(shè)備配備了-DP通訊接口板，通過(guò)一條高可靠的PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分布式的控制系統(tǒng)，方便的就地控制與操作。
除每臺(tái)機(jī)組可以單獨(dú)設(shè)定參數(shù)并監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)外，成型機(jī)控制區(qū)設(shè)有一臺(tái)觸摸式人機(jī)界面，通過(guò)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)對(duì)成型區(qū)全部設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在烘爐區(qū)設(shè)一臺(tái)15寸的屏式計(jì)算機(jī)，通過(guò)PROFIBUS-DP對(duì)全生產(chǎn)線的設(shè)備進(jìn)行人機(jī)操作與監(jiān)控、人機(jī)對(duì)話、數(shù)據(jù)存貯、報(bào)表打印、生產(chǎn)管理。
全生產(chǎn)線的主控制器是*控制器WinAC, 擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的主控PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的任務(wù)控制系統(tǒng)的軟件核心配方數(shù)據(jù)庫(kù)均由WinAC控制器完成為避免報(bào)表、打印、人為操作對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生無(wú)法預(yù)測(cè)的影響，本系統(tǒng)采用了在軟件WinAC控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上研制的硬件控制器--WBC416, 除保存了基于PC自動(dòng)化完整的優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)外，更有設(shè)計(jì)堅(jiān)固、可擴(kuò)展性強(qiáng)、堅(jiān)固的外殼設(shè)計(jì)電子硬盤無(wú)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針對(duì)抗振動(dòng)抗沖擊的高防護(hù)等級(jí)。集成的接口：USB、 10/100M以太網(wǎng)接口、PROFIBUS-DP/MPI工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)鑄就了其主控制器的地位也保證了系統(tǒng)的與。
軋面機(jī)面皮厚度控制系統(tǒng)
軋面皮厚度測(cè)控系統(tǒng)由光柵傳感器、PLC 、步進(jìn)電機(jī)組成閉環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。
面皮厚度通過(guò)KA-300光柵檢測(cè)，檢測(cè)精度為0.02mm。
厚度反饋值由PLC處理后進(jìn)行PID計(jì)算并控制步進(jìn)馬達(dá)，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，消除機(jī)械累積誤差。
閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)在線校正厚度。提高產(chǎn)品質(zhì)量。
五相步進(jìn)馬達(dá)，步角0.72度 輸出頻率9KHz,V=1.95 A=0.75 N.M=0.45(4.5公斤力)

烘爐溫度控制系統(tǒng)
烘爐溫度分為8個(gè)區(qū)每區(qū)溫度都是一個(gè)閉環(huán)測(cè)控系統(tǒng)并配備有智能算法控制精度
可達(dá)到+1OC.
的熱電偶模塊進(jìn)行溫度采集面溫與底溫分別控制
控制可控硅調(diào)功器從而控制溫度.
SCR調(diào)功器的輸入信號(hào)為0—10V, 輸出功率可連續(xù)調(diào)節(jié)三相平衡式調(diào)功器共8個(gè)調(diào)
功器
溫區(qū)煙囪根據(jù)配方調(diào)節(jié)開度進(jìn)行流量控制
自動(dòng)檢測(cè)鋼帶打滑并自動(dòng)調(diào)整
智能閉環(huán)控制算法,自適應(yīng)參數(shù)整定功能
中控站可進(jìn)行溫度設(shè)定與溫度監(jiān)視

西門子電機(jī)6SL3120-1TE26-0AA3

1 前言

　　近幾年來(lái)，PLC 因其可靠性高、編程簡(jiǎn)單、抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但PLC 在人機(jī)交互性能方面較弱，而工業(yè)控制計(jì)算機(jī)具有良好的人機(jī)界面及控制決策能力，因此，將二者結(jié)合起來(lái)可有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的綜合控制。

　　為了在DCS和PLC之間實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，完成邏輯聯(lián)鎖控制，那么解決DCS和PLC之間的數(shù)據(jù)通信成為系統(tǒng)成敗的重要因素。

　　2 通信協(xié)議

　　2.1 TPS系統(tǒng)協(xié)議

　　TPS系統(tǒng)支持兩種技術(shù)協(xié)議，一種是Modicon公司的Modbus 協(xié)議，一種是Allen-Bradley（以下簡(jiǎn)稱A-B）協(xié)議.使用A-B協(xié)議時(shí)設(shè)備端需配置支持AB公司全雙工DF1協(xié)議接口。Modicon公司的Modbus協(xié)議可以在不同網(wǎng)絡(luò)之間通信，支持的網(wǎng)路包括Modbus，Modbus+工業(yè)以太網(wǎng)，以及標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)路：WAP和以太網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)間通過(guò)設(shè)備的內(nèi)置端口或網(wǎng)絡(luò)適配器等來(lái)相互訪問(wèn)。基于Modbus協(xié)議的各設(shè)備采用主從技術(shù)通信。網(wǎng)路中某一臺(tái)機(jī)器作為主機(jī)發(fā)請(qǐng)求，其他及其機(jī)器作為從機(jī)做出應(yīng)答，主機(jī)可以尋址個(gè)獨(dú)立從機(jī)，也可以向所有從機(jī)廣播，被尋址的從機(jī)向主機(jī)返回

　　消息，Modbus協(xié)議建立了主機(jī)發(fā)出查詢請(qǐng)求的格式：包括從機(jī)地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)；從機(jī)響應(yīng)消息的格式為從機(jī)地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)；如果發(fā)生錯(cuò)誤；從機(jī)將返回一條出錯(cuò)消息。一般來(lái)說(shuō)。通訊數(shù)量少且要以文本為主的通訊采用Modbus ASCII規(guī)約，通訊數(shù)量大且是二進(jìn)制數(shù)值時(shí)則采用Modbus RTU模式通訊。消息中的每個(gè)字節(jié)包含兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，本系統(tǒng)中Tps系統(tǒng)采用的是Modbus RTU規(guī)約，一條Modbus 網(wǎng)絡(luò)中可以容納16個(gè)節(jié)點(diǎn)，但只允許在一個(gè)主設(shè)備即DCS控制器.

　　2.2 Modbus 通信傳輸

　　有兩種傳輸方式：一種是ASCⅡ模式：當(dāng)控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以ASCII美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個(gè)8Bit字節(jié)都作為兩個(gè)ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是字符發(fā)送的時(shí)間間隔可達(dá)到1秒而不產(chǎn)生錯(cuò)誤.

　　另一種是RTU模式:當(dāng)控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式通信，在消息中的每個(gè)8Bit字節(jié)包含兩個(gè)4Bit的十六進(jìn)制字符。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。

　　2.3 TPS系統(tǒng)SI FTA

　　TPS系統(tǒng)SI卡的FTA有兩種，Moudbus SI FTA的串行接口支持Moudbus的RTU協(xié)議，使用的通信

　　方式是ELA-232D或者EIA-422．485D，同時(shí)也支持PLC的多分支網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。SI與子系統(tǒng)進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)通訊，子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可被采集到APM和HPM中，這些數(shù)據(jù)可以直接用于數(shù)據(jù)采集或者用于控制策略中。

　　2.4 通信接口

　　標(biāo)準(zhǔn)的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)?？刂破髂苤苯踊蚪?jīng)由Modem組網(wǎng)。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)都有開放的硬件接口和通信協(xié)議，具有良好的兼容性。TPS系統(tǒng)提供SI串行接口卡，帶有1個(gè)RS一232接口和1個(gè)RS一485／422接口，現(xiàn)采用RS一485口。該串行口可接l5臺(tái)子系統(tǒng)，通信距離可達(dá)1200m。西門子PLC系統(tǒng)提供通信卡CP341一RS422／485，可進(jìn)行串行口數(shù)據(jù)的收發(fā)。

　　3 硬件方案的實(shí)施

　　3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

　　由于在我公司使用的DCS系統(tǒng)中，以TPS的系統(tǒng)居多，在PLC方面以S7-300為例，所以本系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：2臺(tái)GUS操作站互為備用；1臺(tái)NIM負(fù)責(zé)GUS和過(guò)程控制器HPM通信；1臺(tái)HM為歷史模件。過(guò)程控制級(jí)由1套HPM及幾套PLC組成。1個(gè)PLC主要負(fù)責(zé)1個(gè)包單元，HPM負(fù)責(zé)其它所有模擬數(shù)字點(diǎn)的檢測(cè)和控制。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)由SI卡連接，通過(guò)RS一485口進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這樣主控就能更加準(zhǔn)確的了解裝置的運(yùn)行情況，尤其是對(duì)包單元設(shè)備的了解。并能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制.在此由4個(gè)包單元，4個(gè)PLC為例，TPS系統(tǒng)安裝在控制室，PLC系統(tǒng)則安裝在現(xiàn)場(chǎng). 如圖1所示：

　　3.2 通信模件的連接

　　TPS SI(串行接口)模件和西門子PLC CP341一RS422／485(Modbus接口)模件之間的連接，如圖2所示：

　　4 軟件的實(shí)施和尋址

　　在TPS系統(tǒng)中，是通過(guò)ARRAY點(diǎn)來(lái)建立與外部

　　PLC通信和進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。

　　建立通信的主要參數(shù)如下：

　　SI FTA NUMBER：現(xiàn)場(chǎng)PLC串行接口的FTA號(hào)

　　(1，2)：

　　SERIAL LINKDEVICE ADDRESS：現(xiàn)場(chǎng)PLC系

　　統(tǒng)的硬件地址；

　　START INDEX：根據(jù)Modbus設(shè)備的線圈地址所

　　決定的ARRAY點(diǎn)讀寫數(shù)據(jù)的個(gè)點(diǎn)的地址；

　　AUXDATA參數(shù)決定Modbus接口的一些特性；

　　AUXDATA1：保持地址(00001～09999)在激活狀態(tài)；

　　AUXDATA2：信息反應(yīng)時(shí)間(0．25～0．5s)，可以保持其默認(rèn)值；

　　AUXDATA3：通信方式(RS一232／RS一485)；

　　AUXDATA4：波特路率及奇偶校驗(yàn)。

　　S7-300的Modbus協(xié)議中寄存器地址被分配成不同的窗口，每個(gè)窗口可分配若干個(gè)點(diǎn)，具體分配由PLC編程決定，系統(tǒng)有專用的通訊模塊，如有可讀寫模塊FCO1、FC05、FC15，還有只讀模塊FC02等。這樣就可以通過(guò)TPS中的START IN—DEX和PLC編程方提供的地址，將兩者聯(lián)系起來(lái)，建立良好的通信。按照上面分析對(duì)TPS進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，則該系統(tǒng)中的TPS系統(tǒng)就可以和四個(gè)包單元的PLC進(jìn)行通信的，對(duì)于PLC系統(tǒng)的開關(guān)同樣可作出相應(yīng)的設(shè)置：系統(tǒng)斷電，重新啟動(dòng)，TPS系統(tǒng)的ARRAY點(diǎn)可與PLC中的相應(yīng)地址進(jìn)行讀寫操作.

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　采用以上方法，解決了TPS系統(tǒng)與西門子PLC的通信問(wèn)題，并構(gòu)建了一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò).在此過(guò)程中要確保PLC和DCS的通訊速率一致，要保證通訊地址的有效性,確保硬件、軟件可靠和穩(wěn)定.這種DCS加PLC系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)為用戶提供了一種經(jīng)濟(jì)可行的模式，既節(jié)約了資金又得到較好的控制效果。目前DCS應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但在一些場(chǎng)合，比如開關(guān)量較多、安全可靠性要求不是很高、信號(hào)比較集中等場(chǎng)合，DCS并不是選擇，這時(shí)候也可以考慮PLC和DCS相結(jié)合的方法.