西门子电机6SL3120-1TE26-0AA3

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开放式接口 
WinAC提供标准的OPC控件接口及Active X控件接口,对于我们的应用提供了*的方便。
OPC 过程控制OLE 是一种通过WINOOWs NT应用程序自动存取数据的标准，也是WinAC的标准特性。使用OPC服务器可以访问控制驱动程序中的过程数据：Active X 控件接口，不用编程直接从OLE 标准应用程序访问过程数据。这种功能使得我们可以在软件开发中借助于语言Visual Basic进行更复杂的应用开发。
计算功能
WinAC提供强大的计算功能，与工业过程数据，之间建立起一条工作数据链路。使得上位计算机能够实时处理过程数据，完成复杂的测量控制与故障分析计算，并能够在Visual Basic中创建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel中做统计分析。在过程控制和PC 应用程序之间管理数据信息流量。允许、简便地访问并能显示和修改过程数据。对于数据处理量大，要求内存高的过程控制系统，一般的PLC控制器难以胜任的工作，用WinAC则可以轻松解决，这是我们选用WinAC的理由，也是SIEMENS给我们提供了一个合适而且经济的解决方案。
四、系统原理结构

全系统成型机共有18台机组，每台机组配备一台TD-200和CPU224控制器，用于本机运行速度。面皮厚度的测控及参数显示与给定设定，其中9台轧面机的PLC兼控面皮厚度，实现面皮厚度闭环控制。18台PLC与18台变频器分布于生产全线，全部控制设备配备了-DP通讯接口板，通过一条高可靠的PROFIBUS-DP现场总线组网，实现统一的网络结构，分布式的控制系统，方便的就地控制与操作。
除每台机组可以单独设定参数并监控运行数据外，成型机控制区设有一台触摸式人机界面，通过PROFIBUS-DP网络负责对成型区全部设备的实时监控。在烘炉区设一台15寸的屏式计算机，通过PROFIBUS-DP对全生产线的设备进行人机操作与监控、人机对话、数据存贮、报表打印、生产管理。
全生产线的主控制器是*控制器WinAC, 担负着生产线的主控PROFIBUS-DP网络管理及网络服务器的任务控制系统的软件核心配方数据库均由WinAC控制器完成为避免报表、打印、人为操作对控制系统产生无法预测的影响，本系统采用了在软件WinAC控制系统基础上研制的硬件控制器--WBC416, 除保存了基于PC自动化完整的优点与特点外，更有设计坚固、可扩展性强、坚固的外壳设计电子硬盘无风扇结构的特点。整体的结构设计针对抗振动抗冲击的高防护等级。集成的接口：USB、 10/100M以太网接口、PROFIBUS-DP/MPI工业现场总线系统铸就了其主控制器的地位也保证了系统的与。
轧面机面皮厚度控制系统
轧面皮厚度测控系统由光栅传感器、PLC 、步进电机组成闭环实时监控系统。
面皮厚度通过KA-300光栅检测，检测精度为0.02mm。
厚度反馈值由PLC处理后进行PID计算并控制步进马达，形成闭环控制系统，消除机械累积误差。
闭环控制系统能够实时在线校正厚度。提高产品质量。
五相步进马达，步角0.72度 输出频率9KHz,V=1.95 A=0.75 N.M=0.45(4.5公斤力)

烘炉温度控制系统
烘炉温度分为8个区每区温度都是一个闭环测控系统并配备有智能算法控制精度
可达到+1OC.
的热电偶模块进行温度采集面温与底温分别控制
控制可控硅调功器从而控制温度.
SCR调功器的输入信号为0—10V, 输出功率可连续调节三相平衡式调功器共8个调
功器
温区烟囱根据配方调节开度进行流量控制
自动检测钢带打滑并自动调整
智能闭环控制算法,自适应参数整定功能
中控站可进行温度设定与温度监视

西门子电机6SL3120-1TE26-0AA3

1 前言

　　近几年来，PLC 因其可靠性高、编程简单、抗干扰强等优点在工业控制领域得到了广泛应用。但PLC 在人机交互性能方面较弱，而工业控制计算机具有良好的人机界面及控制决策能力，因此，将二者结合起来可有效实现整个生产过程的综合控制。

　　为了在DCS和PLC之间实现双向数据传输，完成逻辑联锁控制，那么解决DCS和PLC之间的数据通信成为系统成败的重要因素。

　　2 通信协议

　　2.1 TPS系统协议

　　TPS系统支持两种技术协议，一种是Modicon公司的Modbus 协议，一种是Allen-Bradley（以下简称A-B）协议.使用A-B协议时设备端需配置支持AB公司全双工DF1协议接口。Modicon公司的Modbus协议可以在不同网络之间通信，支持的网路包括Modbus，Modbus+工业以太网，以及标准网路：WAP和以太网。网络间通过设备的内置端口或网络适配器等来相互访问。基于Modbus协议的各设备采用主从技术通信。网路中某一台机器作为主机发请求，其他及其机器作为从机做出应答，主机可以寻址个独立从机，也可以向所有从机广播，被寻址的从机向主机返回

　　消息，Modbus协议建立了主机发出查询请求的格式：包括从机地址，功能码，数据，校验；从机响应消息的格式为从机地址，功能码，数据，校验；如果发生错误；从机将返回一条出错消息。一般来说。通讯数量少且要以文本为主的通讯采用Modbus ASCII规约，通讯数量大且是二进制数值时则采用Modbus RTU模式通讯。消息中的每个字节包含两个十六进制数，本系统中Tps系统采用的是Modbus RTU规约，一条Modbus 网络中可以容纳16个节点，但只允许在一个主设备即DCS控制器.

　　2.2 Modbus 通信传输

　　有两种传输方式：一种是ASCⅡ模式：当控制器设为在Modbus网络上以ASCII美国标准信息交换代码）模式通信，在消息中的每个8Bit字节都作为两个ASCII字符发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达到1秒而不产生错误.

　　另一种是RTU模式:当控制器设为在Modbus网络上以RTU（远程终端单元）模式通信，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。

　　2.3 TPS系统SI FTA

　　TPS系统SI卡的FTA有两种，Moudbus SI FTA的串行接口支持Moudbus的RTU协议，使用的通信

　　方式是ELA-232D或者EIA-422．485D，同时也支持PLC的多分支网络结构。SI与子系统进行直接的数据通讯，子系统的数据可被采集到APM和HPM中，这些数据可以直接用于数据采集或者用于控制策略中。

　　2.4 通信接口

　　标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。TPS系统和西门子PLC系统都有开放的硬件接口和通信协议，具有良好的兼容性。TPS系统提供SI串行接口卡，带有1个RS一232接口和1个RS一485／422接口，现采用RS一485口。该串行口可接l5台子系统，通信距离可达1200m。西门子PLC系统提供通信卡CP341一RS422／485，可进行串行口数据的收发。

　　3 硬件方案的实施

　　3.1系统网络构建

　　由于在我公司使用的DCS系统中，以TPS的系统居多，在PLC方面以S7-300为例，所以本系统设计结构：2台GUS操作站互为备用；1台NIM负责GUS和过程控制器HPM通信；1台HM为历史模件。过程控制级由1套HPM及几套PLC组成。1个PLC主要负责1个包单元，HPM负责其它所有模拟数字点的检测和控制。TPS系统和西门子PLC系统由SI卡连接，通过RS一485口进行数据的发送和接收，这样主控就能更加准确的了解装置的运行情况，尤其是对包单元设备的了解。并能进行远程控制.在此由4个包单元，4个PLC为例，TPS系统安装在控制室，PLC系统则安装在现场. 如图1所示：

　　3.2 通信模件的连接

　　TPS SI(串行接口)模件和西门子PLC CP341一RS422／485(Modbus接口)模件之间的连接，如图2所示：

　　4 软件的实施和寻址

　　在TPS系统中，是通过ARRAY点来建立与外部

　　PLC通信和进行数据存取。

　　建立通信的主要参数如下：

　　SI FTA NUMBER：现场PLC串行接口的FTA号

　　(1，2)：

　　SERIAL LINKDEVICE ADDRESS：现场PLC系

　　统的硬件地址；

　　START INDEX：根据Modbus设备的线圈地址所

　　决定的ARRAY点读写数据的个点的地址；

　　AUXDATA参数决定Modbus接口的一些特性；

　　AUXDATA1：保持地址(00001～09999)在激活状态；

　　AUXDATA2：信息反应时间(0．25～0．5s)，可以保持其默认值；

　　AUXDATA3：通信方式(RS一232／RS一485)；

　　AUXDATA4：波特路率及奇偶校验。

　　S7-300的Modbus协议中寄存器地址被分配成不同的窗口，每个窗口可分配若干个点，具体分配由PLC编程决定，系统有专用的通讯模块，如有可读写模块FCO1、FC05、FC15，还有只读模块FC02等。这样就可以通过TPS中的START IN—DEX和PLC编程方提供的地址，将两者联系起来，建立良好的通信。按照上面分析对TPS进行相应的设置，则该系统中的TPS系统就可以和四个包单元的PLC进行通信的，对于PLC系统的开关同样可作出相应的设置：系统断电，重新启动，TPS系统的ARRAY点可与PLC中的相应地址进行读写操作.

　　5 结束语

　　采用以上方法，解决了TPS系统与西门子PLC的通信问题，并构建了一个系统网络.在此过程中要确保PLC和DCS的通讯速率一致，要保证通讯地址的有效性,确保硬件、软件可靠和稳定.这种DCS加PLC系统的控制结构为用户提供了一种经济可行的模式，既节约了资金又得到较好的控制效果。目前DCS应用相当广泛，但在一些场合，比如开关量较多、安全可靠性要求不是很高、信号比较集中等场合，DCS并不是选择，这时候也可以考虑PLC和DCS相结合的方法.