西門子電機6SL3120-1TE26-0AA3

開放式接口 
WinAC提供標準的OPC控件接口及Active X控件接口,對于我們的應(yīng)用提供了*的方便。
OPC 過程控制OLE 是一種通過WINOOWs NT應(yīng)用程序自動存取數(shù)據(jù)的標準，也是WinAC的標準特性。使用OPC服務(wù)器可以訪問控制驅(qū)動程序中的過程數(shù)據(jù)：Active X 控件接口，不用編程直接從OLE 標準應(yīng)用程序訪問過程數(shù)據(jù)。這種功能使得我們可以在軟件開發(fā)中借助于語言Visual Basic進行更復(fù)雜的應(yīng)用開發(fā)。
計算功能
WinAC提供強大的計算功能，與工業(yè)過程數(shù)據(jù)，之間建立起一條工作數(shù)據(jù)鏈路。使得上位計算機能夠?qū)崟r處理過程數(shù)據(jù)，完成復(fù)雜的測量控制與故障分析計算，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)計分析。在過程控制和PC 應(yīng)用程序之間管理數(shù)據(jù)信息流量。允許、簡便地訪問并能顯示和修改過程數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)處理量大，要求內(nèi)存高的過程控制系統(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給我們提供了一個合適而且經(jīng)濟的解決方案。
四、系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)

全系統(tǒng)成型機共有18臺機組，每臺機組配備一臺TD-200和CPU224控制器，用于本機運行速度。面皮厚度的測控及參數(shù)顯示與給定設(shè)定，其中9臺軋面機的PLC兼控面皮厚度，實現(xiàn)面皮厚度閉環(huán)控制。18臺PLC與18臺變頻器分布于生產(chǎn)全線，全部控制設(shè)備配備了-DP通訊接口板，通過一條高可靠的PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線組網(wǎng)，實現(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。
除每臺機組可以單獨設(shè)定參數(shù)并監(jiān)控運行數(shù)據(jù)外，成型機控制區(qū)設(shè)有一臺觸摸式人機界面，通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)負責對成型區(qū)全部設(shè)備的實時監(jiān)控。在烘爐區(qū)設(shè)一臺15寸的屏式計算機，通過PROFIBUS-DP對全生產(chǎn)線的設(shè)備進行人機操作與監(jiān)控、人機對話、數(shù)據(jù)存貯、報表打印、生產(chǎn)管理。
全生產(chǎn)線的主控制器是*控制器WinAC, 擔負著生產(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)庫均由WinAC控制器完成為避免報表、打印、人為操作對控制系統(tǒng)產(chǎn)生無法預(yù)測的影響，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自動化完整的優(yōu)點與特點外，更有設(shè)計堅固、可擴展性強、堅固的外殼設(shè)計電子硬盤無風扇結(jié)構(gòu)的特點。整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計針對抗振動抗沖擊的高防護等級。集成的接口：USB、 10/100M以太網(wǎng)接口、PROFIBUS-DP/MPI工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)鑄就了其主控制器的地位也保證了系統(tǒng)的與。
軋面機面皮厚度控制系統(tǒng)
軋面皮厚度測控系統(tǒng)由光柵傳感器、PLC 、步進電機組成閉環(huán)實時監(jiān)控系統(tǒng)。
面皮厚度通過KA-300光柵檢測，檢測精度為0.02mm。
厚度反饋值由PLC處理后進行PID計算并控制步進馬達，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，消除機械累積誤差。
閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r在線校正厚度。提高產(chǎn)品質(zhì)量。
五相步進馬達，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個區(qū)每區(qū)溫度都是一個閉環(huán)測控系統(tǒng)并配備有智能算法控制精度
可達到+1OC.
的熱電偶模塊進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個調(diào)
功器
溫區(qū)煙囪根據(jù)配方調(diào)節(jié)開度進行流量控制
自動檢測鋼帶打滑并自動調(diào)整
智能閉環(huán)控制算法,自適應(yīng)參數(shù)整定功能
中控站可進行溫度設(shè)定與溫度監(jiān)視

西門子電機6SL3120-1TE26-0AA3

1 前言

　　近幾年來，PLC 因其可靠性高、編程簡單、抗干擾強等優(yōu)點在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但PLC 在人機交互性能方面較弱，而工業(yè)控制計算機具有良好的人機界面及控制決策能力，因此，將二者結(jié)合起來可有效實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的綜合控制。

　　為了在DCS和PLC之間實現(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（以下簡稱A-B）協(xié)議.使用A-B協(xié)議時設(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)，以及標準網(wǎng)路：WAP和以太網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)間通過設(shè)備的內(nèi)置端口或網(wǎng)絡(luò)適配器等來相互訪問?；贛odbus協(xié)議的各設(shè)備采用主從技術(shù)通信。網(wǎng)路中某一臺機器作為主機發(fā)請求，其他及其機器作為從機做出應(yīng)答，主機可以尋址個獨立從機，也可以向所有從機廣播，被尋址的從機向主機返回

　　消息，Modbus協(xié)議建立了主機發(fā)出查詢請求的格式：包括從機地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗；從機響應(yīng)消息的格式為從機地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗；如果發(fā)生錯誤；從機將返回一條出錯消息。一般來說。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)量大且是二進制數(shù)值時則采用Modbus RTU模式通訊。消息中的每個字節(jié)包含兩個十六進制數(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個節(jié)點，但只允許在一個主設(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：當控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以ASCII美國標準信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個8Bit字節(jié)都作為兩個ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點是字符發(fā)送的時間間隔可達到1秒而不產(chǎn)生錯誤.

　　另一種是RTU模式:當控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以RTU（遠程終端單元）模式通信，在消息中的每個8Bit字節(jié)包含兩個4Bit的十六進制字符。這種方式的主要優(yōu)點是：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，同時也支持PLC的多分支網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。SI與子系統(tǒng)進行直接的數(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

　　標準的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、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗?？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RS一232接口和1個RS一485／422接口，現(xiàn)采用RS一485口。該串行口可接l5臺子系統(tǒng)，通信距離可達1200m。西門子PLC系統(tǒng)提供通信卡CP341一RS422／485，可進行串行口數(shù)據(jù)的收發(fā)。

　　3 硬件方案的實施

　　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)計結(jié)構(gòu)：2臺GUS操作站互為備用；1臺NIM負責GUS和過程控制器HPM通信；1臺HM為歷史模件。過程控制級由1套HPM及幾套PLC組成。1個PLC主要負責1個包單元，HPM負責其它所有模擬數(shù)字點的檢測和控制。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)由SI卡連接，通過RS一485口進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這樣主控就能更加準確的了解裝置的運行情況，尤其是對包單元設(shè)備的了解。并能進行遠程控制.在此由4個包單元，4個PLC為例，TPS系統(tǒng)安裝在控制室，PLC系統(tǒng)則安裝在現(xiàn)場. 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 軟件的實施和尋址

　　在TPS系統(tǒng)中，是通過ARRAY點來建立與外部

　　PLC通信和進行數(shù)據(jù)存取。

　　建立通信的主要參數(shù)如下：

　　SI FTA NUMBER：現(xiàn)場PLC串行接口的FTA號

　　(1，2)：

　　SERIAL LINKDEVICE ADDRESS：現(xiàn)場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點讀寫數(shù)據(jù)的個點的地址；

　　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)時間(0．25～0．5s)，可以保持其默認值；

　　AUXDATA3：通信方式(RS一232／RS一485)；

　　AUXDATA4：波特路率及奇偶校驗。

　　S7-300的Modbus協(xié)議中寄存器地址被分配成不同的窗口，每個窗口可分配若干個點，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TPS中的START IN—DEX和PLC編程方提供的地址，將兩者聯(lián)系起來，建立良好的通信。按照上面分析對TPS進行相應(yīng)的設(shè)置，則該系統(tǒng)中的TPS系統(tǒng)就可以和四個包單元的PLC進行通信的，對于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，TPS系統(tǒng)的ARRAY點可與PLC中的相應(yīng)地址進行讀寫操作.

　　5 結(jié)束語

　　采用以上方法，解決了TPS系統(tǒng)與西門子PLC的通信問題，并構(gòu)建了一個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò).在此過程中要確保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)用相當廣泛，但在一些場合，比如開關(guān)量較多、安全可靠性要求不是很高、信號比較集中等場合，DCS并不是選擇，這時候也可以考慮PLC和DCS相結(jié)合的方法.