6ES7231-0HC22-0XA8常规现货
转眼之间，plc的诞生已经经过了40周年。PLC的市场规模从0到的100亿美元的全球销售额，PLC的外形和功能也发生了巨大的变化，PLC的应用也无所不在，PLC在我国工业中的使用也取得了巨大的成功。
前些日子，看到彭瑜老师写的一篇纪念PLC诞生40周年的文章，很有一番感慨，也想借这个日子和读者交流一下PLC在我国的使用历史控制工程网版权所有，所以特别推荐20多年前、早使用PC－584见证者高雷先生写的文章，请他谈谈当时使用PLC的体会，让老前辈回忆起当年引进、使用PLC的流金岁月，让年轻读者体会自动化技术发展的日新月异，希望我们能够温故而知新CONTROL ENGINEERING China版权所有，为不断提高我国的自动化水平而努力！
——华镕? 本刊特约编辑
首钢电子技术公司（首钢电子部）于1983年6月到1984年6月期间先后为首钢炼铁厂的4#、3#、2#高炉设计并调试了高炉上料系统，高炉本体系统及高炉喷煤、输煤等系统。三座高炉的自动控制设备均采用可编程序控制器（PC－584简称PLC）与彩色图像处理机（MODVUE）进行自动控制，这是在国内实现的高炉控制室内无模拟盘、无显示仪表、无操作台的新型的控制系统。经多年高炉现场恶劣环境的考验，各系统运行正常、生产效率十分显著。下面介绍一下该控制系统及其应用情况。
可编程序控制器简介
PC－584可编程序控制器系统概况
PC－584可编程控制器是美国Modicon公司（现为Schneider公司的一个品牌）制造的产品，该控制器的速度快，适应性强www.cechina.cn，存储容量大，采用了16位的CPU芯片做为PLC中央处理器的核心部件。其主要功能为：a.取代了电控系统中具有一定物理形状的各种电气控制元件（例如：继电器的线圈、计数器、计时器、序列发生器等等）；b.收集复杂数据，生成报告（原需用小型计算机完成）；c.能在恶劣的工作环境（高温、电磁干扰、振动）下工作，PLC中央处理器对存储器中的程序进行扫描、逻辑处理后由输入/输出处理器将结果经控制总线输出到控制模块上实现对现场电机、阀门的控制。存储器内的程序是根据控制对象的要实现的功能而设计的，我们习惯上称其为用户应用程序
用户应用程序存储在PC－584控制器的内存储器中，是各种独立事件或工艺操作的顺序排列。在应用程序中，一部分逻辑解算的结果做为中间数据不输出，如数值运算等；而大部分结果要输出，控制着安装在整个作业区域的外部设备，如：电磁阀、电磁线圈、电动机等。
PLC控制器的作用是执行用户的应用程序，将程序中的各个操作项转变成外部的控制电压/电流，在适当的时刻把这些电压/电流信号输出给外部设备。PLC控制器接收来自行程开关、光电开关、接近开关、按钮等开关量输入和热电偶、热电阻、1－5V和4－20mA等模拟量输入信号，这些信号使PLC控制器应用程序能对生产过程中出现的情况做出正确的逻辑控制反应。
Modicon PC－584可编程序控制器
PC－584可编程序控制器的结构与组成
PLC一般为框架式结构，除主机中的CPU板（中央处理器板）、MEM板（存储器板）、I/OP板（输入输出处理器板）以外www.cechina.cn，都可很方便地组合和扩展www.cechina.cn，输入/输出接口模块的框架可以安装在远离主机15,000英尺（4,545米）的地方，使用同轴电缆进行连接。用户可根据不同的应用场合、控制规模的大小来选择PLC控制器的功能级别。
PLC可编程序控制器及扩展的设备有：CPU、存储器、输入输出接口，还有一台重要的设备就是为可编程控制器编程用的P190编程器。这是一台与PLC主机连接的可移动式编程器监控设备，9英寸的黑白显示屏和专用的磁带机。它在人－机联系上起着很重要的作用。用户应用程序的编制、输入、应用程序的调试、备份等操作都要通过这台编程器来实现。在控制系统投入正常运行后编程器的作用就成为修改程序、诊断故障、处理紧急情况的重要设备。在3个高炉的PLC控制系统的调试过程中该设备的实时性、可靠性、易用性非常出色。
PLC可编程序控制器控制系统一般由以下三部分组成：PLC控制器、输入/输出接口、各种外部现场设备。
P190编程器
Modvue图像处理机
内部原理简介
PLC可编程序控制器使用的编程语言是机床电路中常见的梯形逻辑图。编程格式是以网络形式组成的，每个网络有1到7个梯级，每一梯级多可安排10个编程元素。网络中的任何位置都可编入元素，而只在实际输入处使用存储器。这一编程格式灵活多变，占用的存储器空间趋于小。
PLC可编程序控制器处理逻辑程序的进程是按网络号连续计算网络，从网络开始，直到后一个网络结束。逻辑解算的顺序从上到下，从左至右。在PLC的扫描期间，输入模块的输入数据被读入，然后执行用户的逻辑程序，后的输出结果由输出模块输出。在扫描过程中，输入的变化由用户逻辑解算后，得到的结
1 引言
船舶自动化领域的一个重要组成部分是主机远控系统。目前主机远控系统技术方案多种多样，本文采用PLC产业控制网络来实现主机远控系统的功能，具有经济性能好、硬件电路结构简单、工作安全可靠的特点。
在多PLC控制网络实现主机远控系统设计的基础上，研讨主要设计整个PLC网络的总体结构和通讯方案，并通过通讯网络实现对主机的起停部分的自动控制及安保系统设计。
2 主机远控PLC网络控制总体结构设计及通讯方式的实现
2.1 主机远控PLC网络控制总体结构设计
PLC控制网络用于主机远控系统的控制，包括两台S7-200PLC。其中一台用于主机起停和转速调节控制，安装在机控室;另一台用于完成电子调速器的任务，安装在机舱。另设计算机作为监视平台，用来监视整个系统的重要信号。
整个网络的主要设备为:两台S7-200PLC、一台微型机、网络连接器、PC/PPI电缆、RS-485电缆。
根据总体通讯设计思路，我们的总体结构图设计如图1。
图1 总体结构图
如图，主站PLC通讯口出来地总线分别通过网络连接器和PC/PPI电缆和从站PLC以及计算机通讯。主从站之间通过RS-485总线进行PPI协议通讯，主站和计算机终端通过PC/PPI电缆进行自由口通讯。从主站PLC通讯口出来连接上网络连接器，是为了隔离，以免计算机RS-232口损坏。通过网络连接器出来地线以及RS-485信号A和B通过比较高低电平与从站进行通讯。同时通过PC/PPI电缆的连接口引出5针通过RS-485和RS-232转换成3条线分别为接收、发送和地线，与计算机进行通讯。S7-200PLC通讯口的引脚分配见附表。
附表 通讯口引脚分配
2.2 多通讯协议的组合及调试
在S7-200网络通讯中，可以实现两种通讯协议进行通讯而不互相干扰。但条件是两种协议的波特率必须相同，由于只有一个通讯口，波特率只支持9600波特，因此在多协议通讯时，波特率设置为9600波特。对于多协议的组合方式，作者采用了总线分时复用法，在总线分时控制中，作者通过几个定时器组成矩形波，从而形成高低不同时段分别进行PPI协议通讯和自由口通讯。主程序流程图见图2。PPI通讯程序流程见图3。自由口通讯程序的流程见图4。
图2 主程序流程图见
图3 PPI通讯程序流程
图4 自由口通讯程序的流程
按照以上方案所进行的系统设计完成之后，实际的通讯效果达到设计要求，从站PLC和计算机终端基本上能在20ms内获取主站送来的信息。
3 主机远控系统的设计
3.1 起停部分的设计
作者在设计过程中选择的对象是常见的B&M低速机，起停控制主要包括5个部分:起动控制，慢转控制，停车控制，重复起动控制。以正车起动为例，系统须针对两种情况:停车情况下的起动和正常反向起动，都能确保正车起动电磁阀的通断，同时还须判定重复起动的状态，正车起动的程序流程如图5所示。
图5 正车起动的程序流程
慢转控制所要考虑的情况分别是主机停车时间超过30min和电源断电后恢复供电两种情况。在主机转过一圈或有紧急操纵信号的情况下，可以撤消慢转控制。停车控制所要考虑的情况共分4种:停车指令,故障停车信号,车令与运转方向不一致以及起动电磁阀工作期间。重复起动控制又分为4个子程序:起动时间监视子程序，换向时间监视子程序，起动间歇延时子程序和重复起动次数计数子程序。以上程序流程图由于篇幅所限，在此不逐一赘述。
3.2 转速控制部分的设计
本设计是用模拟量输进模块EM235来读取车钟指令和转速反馈。PLC主站首先读进模拟量，通过三次移位，可以得到12位的数字信号，然后通过定时中断程序对输进量进行数字滤波，滤波后的数据将与由外电路所确定的正常信号电压范围比较，可判定车令电位器的三个接线端有无断线故障，在确保信号的正常之后，再经过各种限制处理，限制环节主要包括临界转速限制，加速度限制和负荷程序限制，限制处理后的结果后通过PPI通讯协议发送给从站PLC电子调速器进而控制主机的转速。转速限制处理程序流程图6所示。
图6 转速限制处理程序流程
本设计的另一个任务是读取转速反馈值并对其进行处理，经过处理后得到主机的各种运行状态，包括主机正反转的换向转速，发火转速以及加速转换点，一方面得到起停控制所需要的主机状态信息，另一方面使监测平台能实时监视，直观地反映出目前主机的状态，同时能显示出整个转速变化过程。
4 结束语
本文结合中小型船舶维修改造过程中对主机远控系统的要求，提出一种硬件电路相对简单且易于实现、线路少、编程轻易且功能较全面的主机远控系统的设计及实施方案。系统采用两台S7-200PLC与一台计算机构成主机远控系统的基本框架，利用串行通讯总线可实现各个控制器及计算机之间的信息传输，该方案目前已经在实验室环境下完成了系统的设计以及调试工作。
数控机床可用测量法对主轴轴承温度进行监测。通过测量主轴轴承运转中的温升，来了解主轴轴承是否正常。轴承温度一般限制在温度升高不超过45℃，监测中若发现轴承的温度超过70-80℃，应立即停机检查。
1 安装及接线
数控机床可利用热电阻、多通道数字仪表及PLC控制系统的结合，来实现主轴轴承温度的检测。
在主轴前、中、后轴承处，安装4个热电阻。PLC控制系统采集4个测量点的温度，来监测不同位置处轴承温升情况。
2 控制要求及原理
温度控制系统利用热电阻进行测量点的温度测量，利用多通道数字仪表来显示主轴轴承的温度值。PLC实现参数设定、远程监控、数据存储和报警处理等功能。在实际编程过程中，不需要编写读写PLC寄存器的程序，通过数据定义的方法，在定义了I/O变量后，可直接使用变量名用于系统控制、操作显示、数据记录和报警等。
系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置红、绿2个指示灯来显示温度状态。4个测量点的温度在要求范围内，绿灯亮，表示主轴可正常运转；当某一个被测点温度达到上限时，即便主轴转速还未达到要求，则红灯亮，同时数控系统显示器上相对应的轴承报警。操作者将主轴立即停止运转，并根据对应报警号检查主轴轴承对应位置处的状况，从而避免主轴轴承研伤现象。
现代PLC具有功能强、集成度高、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定等显著特点，广泛应用于现代工业的自动控制中。PLC可扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，本文提到的主轴轴承温度的检测就是以PLC为核心的智能温度控制系统，操作方便，可靠性好，具有重要的现实意义。
qiche转向泵是一种中qiche的零部件，它由多种零件组成，需要借助不同的设备，按照一定的工序把它们组装起来。在整个过程中，不仅要完成基本的装配，还要对过程中诸如压力、位移、时间等参数进行实时监控，以满足工艺所提出的严格要求，保证装配质量。qiche转向泵自动装配线就是完成上述功能的一组设备，它是由多个工位组成的一条流水生产线，每个工位分别由1台可编程控制器控制，以实现不同的功能。
1 设备及工艺要求
整个装配线共有12个工位，其工艺流程如图1所示。
图1 qiche转向泵自动装配线工艺流程图
WS1.1工位用于把滚针轴承压进端盖孔内。其工作过程如下：先把端盖放在压台上，再把滚针轴承放进压头槽内，然后同时揿下双手按钮，假如轴承方向正确，则夹具锁紧，压机下压，否则，红灯闪烁报警，压机不工作，同时OP3操纵面板上显示有关错误信息。当压机下压时，系统启动CoMoⅡ-S智能丈量仪表，对压力和位移进行检测，假如结果合格，则绿灯亮，压机退回，夹具松开，可以将零件转进下道工序；假如结果分歧格，则红灯亮，按下复位按钮后，夹具松开，取出零件，并让它通过废品确认检测点，再放进废品盒内，延迟数秒钟以后，方能重复下次循环，每次装配的结果都能以文本方式即时在OP3操纵面板上显示出来。
根据工艺要求，不仅压力应控制在一定的范围，压进深度即位移量达到一定值，而且要求过程中的压力和位移也应满足一定的对应关系，不同的位移，对应的压力应控制在一定的范围，否则，加工出的零件分歧格。为了能实时检测压力和位移，得出两者间的在线关系曲线，并据此对过程作出评估，采用了Kistler的CoMoⅡ-S智能丈量仪表。这种新型监测仪表，内置电荷和电压放大器，可以同时采集压力及位移传感器两路模拟输进信号，自动选择量程和不同的坐标及佳刻度，得出丈量曲线，具有阀值、容差带、方框和终位等多种分析功能，可以根据需要选择不同的组合对各种过程进行分析和监测，并能方便地与PLC接口。压机及其它机构的动作全部由气压驱动，为使压力平稳，选用了TOX气液增力缸作为压力元件，由电磁阀控制其升降。
2 系统设计
2.1 硬件组成
根据该工位输进输出信号的点数及控制要求，选用了性价比很高的SIEMENS S7-214 PLC作为控制核心，同时还扩展了一块EM223数字量模块，此外，系统还包括直流电源模块，双手操纵按钮控制模块以及PLC编程用的与PC连接的PC/PPI电缆等，系统硬件结构如图2所示。
图2 系统硬件结构图
为了实现人机对话功能，如系统状态及变量显示、参数修改等，还扩展了1台OP3操纵面板，它通过一根专用电缆与PLC的本机通讯口连接。
2.2 控制软件设计
控制程序采肧TEP7——Micro/WIN软件以语句表方式编写，不需专用的编程器，而OP3操纵面板则采用ProTool组态软件编程。系统控制程序分自动和手动两部分。在手动部分，通过OP3可分别操纵所有运动机构的动作，包括压机、夹具的作用、CoMoⅡ-S智能仪表的参数集选择及启动，便于系统调试。在自动部分，所有动作按要求顺序完成。为了使PLC与OP3之间相互交换信息，程序中定义了一些内部标志寄存器位，同时还使用了顺序继电器指令，使各程序步之间互锁，进步了系统可靠性。自动部分程序流程如图3所示。
图3 控制软件流程图
3 结束语
qiche转向泵自动装配线采用PLC控制，不仅简化了系统，进步了设备可靠性，也大大进步了成品率，通过操纵面板修改系统参数可以装配4种不同的产品，现场的各种信息，如工作状态、故障信息等可以声光报警及文字形式表示出来，方便了设备的操纵和维护。该装配线自1999年10月在南京金志团体投进运行以来，工作稳定可靠，加工出的产品经国外设备的严格测试，性能完全符合要求，取得了良好的效果
机顶盒市场正经历着前所未有的快速增长，预计在2002年以前每年的需求量都将以百万台的数量级增长。 目前机顶盒市场依据网络类型来分有三大应用市场：、有线dianshi和天线dianshi。除按dianshi信号发射系统划分外，机顶盒还可按功能不同分为低端、中端和高端。其中：低端机顶盒可将jiema后的音频和视频输出到模拟dianshi或数字dianshi上；中端机顶盒加入了有限的交互性，可以实现交互式广告和节目安排程序；高端机顶盒可实现高水平的交互功能，如网页浏览和硬盘视频存贮。 机顶盒市场是一个变化快，对成本异常敏感的市场。为了提供竟争对手所没有的特性，广播公司必须不断为自己的机顶盒加上新的特征并迅速推向市场。
Xilinx的大容量FPGA和CPLD器件为系统设计者提供了性能价格比很高的解决方案，同时还保持了传统PLD快速推向市场的优势。虽然很多功能终会被吸收用在特殊应用标准产品ASSP(Application Specific Standard Products)器件中. 但不断提出的很多新功能或标准芯片组目前还不能提供，或者还不能完全利用ASSP完成，因此可编程逻辑的应用非常重要。
构成机顶盒系统的功能块主
要有： 连接weixing接收器或线缆调制解调器的连接块； 天线dianshi接收器或可并发解调数据流的xDSL调制解调器； 可作进一步MPEG-2jiema的密码操作系统； 中央处理器，如ARM，MIP或是嵌入其他功能的x86处理器； 带音频、视频输出的MPEG-2jiema器； 外部标准接口，如RS232，USB； 用于连接由广播公司控制的拨号系统的低数据率的调制解调器。 在这些设计中，Xilinx器件主要用于完成各主要模块间的接口功能。
大多数接口都很类似，只是简单的逻辑改变。为市面上所有不同类型的系统分别开发接收器代价很高，但机顶盒的主要处理部分是很通用的。可编程逻辑器件可以在数据通道上提供所需的接口逻辑。 利用可编程逻辑使机顶盒制造商不必依赖于某一个芯片组供应商。另外，广播公司对机顶盒功能的要求，很大程度上影响到机顶盒中不同模块芯片的选用。所以，多数情况下使用单一厂商芯片组的机顶盒方案不能满足所有需要。可编程逻辑器件是实现这一点的理想选择。
Xilinx芯片应用的另一个重要方面是密码操作（Conditional Access,CA）系统。 在系统的这一部分信号被jiema。为顺利进行jiema，信号发送时要使用适当的算法。算法可用软件或包含在智能卡上的硬件实现。然而，多数广播公司有自己独特的算法，因此目前应用的jiema方法种类很多。在密码操作系统中采用可编程逻辑器件可以简化制造过程，机顶盒的制造过程完全统一，只是针对不同广播公司的特殊加密要求对可编程器件进行编程就行了。这样机顶盒就成为可以批量制造的标准产品，从而可以体现出大批量制造的优势。 在保证广播公司可以使用自己喜欢的方法的同时，却能够得到单一jiema系统的好处，这就是设计通用接口（Common Interface）标准的目的。
“通用接口”定义了主处理模块与jiema电路间的连接标准。它是在欧洲电子技术标准协会（CENELEC）的支持下标准化的，并被数字音频及视频委员会（DAVIC）采纳，以CA0接口的名义出现在DAVIC规范中。同样这一接口也构成了美国国家可更新安全标准（NRSS）委员会相应标准的基础。 预计新出现的机顶盒设计将会逐渐采用通用接口标准。这样可使机顶盒以很好的性价比支持多种jiema标准。Xilinx Spartan和CPLD器件被广泛地用在此类设计中，以实现机顶盒与加密智能卡间的桥接。 硬盘存储技术 Xilinx器件在标准的机顶盒系统中有用武之地，特别是前面介绍过的方面。但其主要应用还是在那些具有先进特性的新机顶盒设计中。其中有意思的发展之一可能是硬盘存储技术在机顶盒中的应用。ReplayTV、NDS和Pace Technologies公司都开发了此类产品。 Xilinx同计划在机顶盒中采用硬盘存储技术的一些制造商进行了合作。由于硬盘每10GB存储的价格已降低到100美元以下，所以此类合作使双方都受益非浅。利用硬盘存储电影比视频录像机存储有很多优点。例如，可以同时进行读写。消费者可以将节目录下来稍后再看。 对于录像机来说，一边录制节目，一边播放15分钟前该节目播放的内容是不可能的。采用硬盘技术则可以让观看者在接电话或为人开门后回来再观看原来正在看的节目，就象什么也没做一样，只是实际上，他们看到的节目比实际传输的时间向后推迟了。同样，观众可以拥有即时回放和慢动作播放能力。这对广告业的影响也是深远的。有10-15分钟的灵活时间，观众可能会快速跳过播放的广告。dianshi公司非常关注这一点。这就是为什么大多数机顶盒都有一个回送通道的原因
0 引言
打包机是现代高速线材生产线特有的设备，它集机械、液压、电气控制于一体，位于高线的精整区域。打包机将由C型钩运来的盘卷经过打包机压紧，沿线卷圆周方向成900等分打4个平行结头。打包后线卷小长度可达0.5 -0.6m，大大方便了盘卷的储藏和运输。
韶关市伯顿工业技术有限公司设计和制造的BT4600型打包机，其电气控制系统动作准确、可靠、智能化程度高。控制系统采用分布式VO进行数据采集和控制，降低了接线成本，提高了数据安全性，增加了系统灵活性;实时监控打包机的状态，便于操作维修人员对设备进行监控和及时发现设备所存在的隐患，及时采取有效措施，避免事故的扩大化。压实车、线道架的速度和打包线张力能自动跟随校正，保证了压实和捆紧效果。
1 系统结构及工艺过程
1.1 系统结构
高线打包机是一套非常复杂的机电液一体化的全自动智能控制设备。它包括了几方面的自动控制:位置控制、运动控制、速度控制、液压控制、报警控制、联锁控制和顺序控制等。打包机PLC控制系统结构如图1所示，按功能可以划分成以下3大块:①外围设备，这部分包括液压润滑站、主控台、配电柜;②打包机主体设备，包括4个打包头、2台压实车、1个升降台、4个喂线轮、线库和线道架;③现场总线，用于主控台和打包机、液压站之间的信号连接和通信。
图1打包机PLC控制系统结构图
由图1可知，打包机的控制比较分散，因此采用基于DP总线的分布式vo控制系统设计。PLC控制系统由1套S7-300 CPU主站、7套ET200S从站和1套MP277按键屏组成。DP主站选用CPU 317-2PN/DP,是整个控制系统的中心。A 101 , A201 , A202 , A203 ,A204,A205这6个从站均选用6ES7 151-1 AA05-0ABOET-2005 IM 151 DP接口模板。其中，A101站用作主控台的本地控制和用户接口;A201站用作线库、举升台和压实车驱动的控制;A202站用作1#,2#打包单元的控制和i"压实车位置检测;A203站用作3#,4#打包单元的控制;A204站用作1#~4#，喂线单元的控制;A205站用作线道架的控制和2#压实车位置检测。All站为智能从站，选用6ES7 151-7AA21-0ABO ET-200S IM 151带CPU的DP接口模板，集成24 kB工作内存，用作液压润滑站的控制。
1.2 工艺过程位
夹紧器闭合锁定，PF线自动控制系统发出开始打包
当带有盘卷的C型钩停在打包机中心线位置时，定指令启动打包机。打包机检测信号布置图如图2所示。
图2 打包机检测信号布置图
打包机自动打包工艺流程说明如下。
①预压紧。1#,2#压实车在液压缸的驱动下朝盘卷方向同时运动，线道架从压实车上开始朝前运动，举升台往上运动到盘卷刚好与C型钩之间保持着自由状态。
②压紧。2#压实车刚好接触到盘卷边时(S8光电开关动作)，举升台继续上升托起盘卷，然后压实车压紧盘卷，同时线道架靠拢至关闭(电感传感器S12动作)。
③开始喂线，冲压就绪。液压马达驱动送线机构送出打包线，同时锁定1#,2#压实车。
④停止喂线.夹紧线头。打包线沿着线道到达扭结装置，在碰到夹紧装置的挡板时停止喂线，打包线头部被夹紧。
⑤拉紧打包线。扭结装置向内运行移动到打包位置，兜线轮打开，同时喂线轮反转，打包线被拉紧，剩余的线被送回线库。
⑥扭结，剪切。喂线轮停止，脉冲编码器给出指示后，扭结。扭结完成，打包线被剪断。这时打包完成。
⑦返回初始位置。打包结束后，1",2"压实车返回初始位置，线道架返回起始位置，举升台返回起始位置。
自动打包机循环打包流程如图3所示。
图3 打包机循环打包流社图
打包好的盘卷挂在C型吊钩上，打包机控制系统向PF线控制系统发出打包完成指令。
由打包工艺过程分析可知，打包机实现快速准确的打包控制，除了要求各个检测信号正常外，还必须要求升降台的高度位置要控制准确，压实车要快速预压和冲压就绪，打包线速度控制合适，线道架能快速关闭。升降台位置,2台压实车位置和4道打包线速度控制分别采用编码器G3,G1和G2 ,1S18一4518来实现，编码器型号选用6ES7 138}DA04-0ABO型高速计数模块24 VDC/100 kHz。
2 通信功能的设计
2.1 通伯网络的设计
通信网路可查看图1所示系统结构图。主站CPU317、人机界面MP277与上位机之间通过RJ45口用双绞线通信，CPU的IP地址为192.168.0.3 , MP277的IP地址为192.168.0.1。主站与HMI , DP从站之间采用DP屏蔽双绞铜线通信。主站、HMI, A101从站、A201从站、A202从站、A203从站、A204从站、A205从站和All智能从站的DP地址分别为3,12,11,21,22,23,24 ,25 ,8。主站直接访问远程vo从站的地址。
2.2 主站与智能从站主从通信方式的组态
DP主站不是直接访问智能DP从站的输人/输出，而是访问CPU的输人/输出地址空间的传输区，由智能从站的CPU处理该地址区与实际的输人/输出之间的数据交换。主站与智能从站之间的数据交换是由PLC的操作系统周期性自动完成的，不需要用户编程。
主站和智能从站之间的DP主从通信地址组态如表1所示。点击DP从站对话框的“组态”选项卡，点击“新建”按钮，在弹出的对话框中。按表1的内容设置通信模式、输人输出地址、交换区长度和单位等参数。
设置通信用的输入/输出区时，应确保DP主站的一个输出区分配给DP从站的一个输人区，反之亦然。组态完成后，返回主站的硬件组态窗口，编译保存组态结果。
2.3 DP主从通信信息的设计
打包机的通信信号共59个。主从站之间的通信数据交换信号主要有:通信正确信号，急停信号，液压泵的启停、运行、封锁和故障信号，循环泵和加热器的启停、运行、封锁和故障信号，油位、油温高低检测信号，油温值等。
3 主要控制功能的设计
打包机的PLC控制系统的功能主要包括初始位置控制、手动控制、压实车运动控制、压实力控制、举升台控制、线道架运动控制、送线系统控制、打包线速度控制、扭结装置控制、液压系统控制和通信等。下面介绍部分主要控制功能。
3.1初始位t控制
打包机在初始位置才能启动自动模式。打包机原位的条件为:一是压实返回初始位置，二是打包头返回初始位置。压实原位的条件为:1#压实车在后限位S3 ,2#压实车在后限位S6，举升台在下限位S10，线道架在后限位S14。打包头原位的条件为:扭结装置在初始位SS，打包头在初始位S20。如果系统不满足原位条件，则通过主控台上的压实操作选择开关和打包头操作选择开关，手动复位操作。
3.2 压实车运动控制
压实车的主要任务是完成盘卷的对中压实功能，其控制主要包括压实车的逻辑控制、对中控制、位置和压实力的计算。其中，逻辑控制主要完成1 x `2x压实车的前进、锁定、后退以及与打捆的联锁等功能。位置控制的主要任务是计算2台压实车的位移，产生压实过程中高速前进、低速前进、低速后退和压实完成等信号，并计算盘卷长度和判断盘卷对中。
盘卷长度计算公式如式(1)所示。
对于压实车的对中控制，将盘卷偏移量S。作为给定信号、压实车的位移差(Spp1-SPP2)作为反馈信号，输人PID运算器，产生的输出用于控制2"压实车的速度值，从而保证压实完成后盘卷中心与吊钩中心重合，达到使吊钩平衡的目的。
3.3 线道架的控制
线道架的运动曲线如图4所示，图中虚线表示极限运行轨迹。
线道架的运动部分安装在2#压实车上，由一台液压马达驱动;固定部分安装在1#压实车上。线道架除了跟随压实车运动外，运动部分还有相对压实车的移动过程。线道架比较轻，运动速度快，除了减速控制外，还安装了减震器进行冲击防护。线道架的运动与压实车的运动需要配合良好。打包机启动后伸出减震器，预压紧完成发出指令(GC_ FWD)，启动线道架高速( V111)前进，运动到前进减速位S15后转为低速(VL1)前进;线道架合拢( S12得电)，启动送线，同时收回减爬器。在送线打程中，为了保持线道架处于有效合拢状态，液压马达低速工作。打包完成后发出指令( GC_REV )，线道架先高速(v112)后退，到位置S16时转为低速(吃)退回原位S14。加装前进极限位S13检测，线道架前进到S13立即停止。
3.4 打包线速度控制
打包线的速度控制有高速送线、低速送线、高速抽紧、低速抽紧和低速收线等过程，而检测信号只有打包线在喂线单元检测S4和打包线预进打包头检测S2两个。送线速度的控制信号需由脉冲编码器S18配合传感器来实现。打包线的速度控制曲线如图5所示。
喂线启动命令(START}FEED)，喂线轮液压马达高速(VHI)正转，打包线沿线道环绕盘卷，接近打包头时(即编码器S18发出8 200个脉冲)，喂线轮低速正转(VL1)，打包线进人打包头(S2下降沿到来)，继续走420个脉冲到达挡块，完成送线过程。当打包头夹紧完成时，抽紧信号(BU ST11)到，喂线轮高速(Vta)反转，当编码器S18的脉冲数不变化时，表示一次拉紧结束;兜线轮打开后，喂线轮进人低速( Vts)反转，当编码器S18的脉冲数不再变化时，表示二次拉紧结束。当扭结、剪切完成，打包头返回信号(BU_ ST19)到时，喂线轮低速(v+)反转，进行收线，当打包头初始位盆( S20)信号到，且喂线单元有打包线(S4有信号)时，收线结束，打包完成。若打包头返回初始位置，喂线单元无打包线(S4无信号)，表示打包故障，需要二次打包。
4 实时监控功能的设计
打包机的HMI采用西门子公司的MP277 10"key实时监控，便于现场操作员操控和监视打包机。HMI监控画面采用西门子的WinCC flexib1e2008软件开发，共18幅，主要有以下功能。
打包机主控画面，可以实现手动与自动地切换、进人其他监控画面，监视打包机整体运行状态，监视盘卷状态，记录打包数量和盘卷长度等。
4个打包头监视画面，用于打包头、喂线单元、扭结装置、打包线等的位置检测和运动状态监视。
压实状态监控画面，可监视压实车、线道架、举升台的位置检测，实时显示压实车和线道架的速度和压实力的数值，监视压实车和举升台的编码位移脉冲数等。
液压站监控画面，可监视液压马达、循环泵的启停控制和运行状态，还可监视液位、温度和油路蝶阀等数值和运行情况。
其他的信息显示画面有打包头状态画面、打包头工作过程画面、打包头设置画面、打包机状态画面、打包机工作过程画面、压实设置画面、与PF线通信状态画面、Profibus通信信号状态画面等。实时报警画面有打包头故障显示画面、压实过程故障显示画面、液压站帮助画面等。
5 结束语
BT4600型打包机在洛阳伟业轧钢有限公司高速线材生产线投人运行，改变了高线原来手动打包效率低下的状况，有效改善了操作人员的工作环境，极大提高了工作效率，使高线精整区打包工序的自动化生产成为现实。打包机自投人运行以来，扭结失败率低，大盘卷打包时间约40 s，满足厂家65 s左右的轧钢生产节奏。当然，与国外高性能的同类产品(扭结失败率<0. 3%，打包时间约35 s)比较，还存在一定的技术差距，还需在运行环境下不断优化控制参数。
