西門子6SL3120-1TE26-0AA3

　1、人機界面系統

　　在生產線的運行過程中需要變換大量的配方、更改工藝參數以及實時監控系統的運行狀態，有2 種方案可以選擇：一是觸摸屏用MP I 電纜與P L C 通過串行通訊進行數據交換，二是通過工控機配以P R O F I B U S - D P 接口卡，通過PROF I BUS 現場控制總線，與PLC 進行數據交換。考慮到現場數據傳輸量大，有上千種配方工藝，所以選用了研華工控機，配以C P 5 6 1 1PROFIBUS-DP 接口卡，來采集和發送各種數據信息。

　　工控機作為人機界面， 用來進行配方輸入，實時顯示各工段的工藝參數、各運行電機的運行速度、運行電流、電壓，報警信息。生產狀態歷史曲線查詢，故障報警記錄，故障分析及簡明維修指南，以及各種數據報表的產生及打印，并為工廠以太網提供接口。

　　2、 PLC 主站系統

　　P L C 作為整個控制系統的核心部分，處理本系統中的各種工藝參數和邏輯控制，各速度調節輥、光電開關和主令電器等信號，通過網絡發出現場設備的狀態要求，經過P L C 處理并將控制指令傳遞給各執行元件（如驅動器、電磁閥等），同時將各驅動器的運行狀態、運行參數， 各電磁閥的工作狀態采集回來。

　　由于PLC 的重要性及現場有2 000 多個數字量I /O 點及200 多個模擬量I /O 點以及34 臺模擬量直流驅動器，我們選用了西門子S 7 - 4 0 0 的PLC，CPU 采用414-2DP，具有256K 工作內存以及2 5 6K 程序內存，并考慮到掉電不至于丟失程序，配以2M 存儲卡，既減輕了C PU 的工作內存， 又解決了不丟失程序的問題。

　　3、從站系統

　　從站設備分為以下2 類。

　　1) 直流驅動器

　　選用了西門子的6 R A 7 0 系列的直流驅動器，共34 臺，采用CBP 2 板同PLC 通訊，它具有以下特點： ① 單臺裝置輸出額定電樞電流15~2 200 A，額定勵磁電流3~85 A，裝置并聯后輸出額定電樞電流可達12 000 A；②輸入電壓分為5 個等級：400V/460V/575V/690V/830V；③強大的通訊能力。有SIMOLNK 高速直接的裝置-裝置通訊，還可支持PROFI BUS 、CAN-BUS 、De vi c eNe t、USS 協議等；④所有工藝板、通訊板及OP1S 操作面板都可與新一代的SIMOVERTMASTERDRIVES 矢量控制交流調速產品通用。

　　2) 分布式I/O 模塊

　　選用ET 200 M，共3 個遠程I /O 站，它具有以下特點：① ET 20 0M 是模板化I /O 站保護等級為IP 20；②采用S7-300 PLC 的信號模板和功能模板可進行擴展； ③ 由于模板的種類眾多，ET 20 0 M 尤其適用于復雜的自動化任務；④可將遠程的I /O 數據采集到PLC 進行控制；⑤ ET200 M 是PROFIBUSDP 現場總線的從站，傳輸速率為12 Mbi t/ s；⑥ ET 200 M 也可采用有源總線模板進行配置，這樣在運行過程中即使帶電也可更換S7-3 00 I /O 模板，其他模塊仍可運行。

　　三、控制系統軟件設計

　　1、人機界面

　　工控機監控軟件采用西門子公司的WINCC組態軟件，共設計了實時報警畫面、歷史報警畫面、擠出畫面、壓延畫面、冷卻畫面、卷取畫面、裁刀畫面、配方選擇畫面、配方編輯畫面、D P 診斷畫面、數據顯示畫面、擋絲菜單畫面、服務菜單畫面，通過組態畫面可以方便的進行狀態查詢， 故障維護。

　　2、PLC 軟件

　　本系統所有電機的速度是以接取電機的速度為準，根據生產需要，設定各段的運行速度，P L C 根據各段不同的速比計算出各臺驅動器的初始速度，通過PROF I BUS 現場控制總線傳給每一臺驅動器。

　　由于胎面胎側收縮的原因，使得每一段的線速度均有變化，加上其他原因，就可能使胎面胎側拉伸或松弛，因此我們采用了以下典型的控制理論。

　　在上坡段及以后的各段，當速度調節輥的信號（0~10 V）大于5 V 時，后段電機減速，當速度調節輥的信號（0~10 V）小于5 V 時，后段電機加速。在P LC 中我們采用P ID 算法來保持前后運輸帶的同步。

　　在胎側卷取部分，采用卷徑計算的方法，配合速度調節輥的信號來實現卷取的功能。

　　在胎面裁斷部分，采用高速計數模塊采集胎面實際傳送的長度，通過PLC 的運算，進行定長裁斷。

　　四、應用體會

　　S5 改為S 7 后的系統優點：

　　1、通訊速度快：由于采用了S 7 - 4 0 0 的PLC，我們將現場的34 臺驅動及3 個分布式I /O模塊均聯接在1 個DP 口上（CPU 的DP /MPI 口須預留），為此我們將通訊速度設定在1 . 5 M。

　　2、應用靈活，編程方便： 由于采用了PROFIBUSDP 現場總線，各驅動器的控制字、狀態字、設定值、實際值、故障報警信息均可直接讀寫。

　　3、接線簡單：所有的驅動器只有1 根D P通訊線， 大大降低了故障率。

　　4、擴展性強：如果現場需要增加驅動器，只需1 根D P 通訊線與D P 總線連接即可。

　　5、維護簡單：由于PROFIBUS 現場控制總線的監視和檢測都可以通過P L C 編程后通過工控機顯示。可以迅速了解故障，及時解除故障。

　　6、備件更換方便：S7-400PLC 及6RA70 是西門子新一代產品，是目前及將來的主流控制元器件。

　　7、可節省大量的工期，由于S5 同S7 的產品是西門子升級換代的產品，其硬件的接線有相近性，可節省配線周期，其軟件有相通性，可節省大量的調試周期。

　　對于正常生產缺少備件的用戶來說，S 5 升級S 7 是一種切實可行的方法。

　　五、應用效果

　　雙復合擠出生產線根據以上方法，通過對電氣系統的改造，取得了良好效果：

　　1、系統穩定性明顯提高；

　　2、設備運行精度明顯提高；

　　3、設備故障率明顯降低，提高了生產能力；

　　4、設備維護成本明顯降低，且消除了停產的風險（缺備件）；

　　5、生產的部件質量明顯提高，提高了產品質量；

　　6、提高了生產的自動化程度，有效防止人為的質量波動。

　　因此，通過電氣系統的升級改造，以盡可能低的費用，提升老設備的運行性能，使之發揮出原有的設計性能乃至更佳，生產出的產品來贏得市場的競爭，不失為一條較好的出路

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3 應用示例

　　為了更加更清楚地了解在線軟件兼容性工具的使用方法和操作步驟，下面列舉兩個實際的軟件兼容性檢查示例，供使用時參考。

　　3．1 哪個版本的STEP7與Win7操作系統兼容

　　可以通過軟件兼容性工具確定“哪個版本的STEP7與Win7操作系統兼容"，為此，需要借助軟件兼容性工具進行如下操作。

　　2、在個軟件選擇頁面STEP7，如圖8所示。并在下一個頁面中選擇STEP7。

　　圖8

　　3、在軟件版本選擇頁，選擇“Any software version"（所有的軟件版本），如圖9所示。

　　圖9

　　4、在第二軟件選擇頁面的軟件樹中選擇“Mirosoft products?Microsoft Windows?Microsoft Windows 7"，并在頁面中間欄中選擇“Microsoft Windows 7 professional （32-bit）"的軟件版本，如圖10。

　　選擇好第二個軟件后，已經選擇好的STEP7（任意版本）和Microsoft Windows 7 professional （32-bit）軟件都在頁面右側顯示出來，同時“show compatibility"按鈕也已經可用。

　　圖10

　　5、點擊“show compatibility"按鈕，顯示兼容性列表，如圖11所示。在兼容性列表頁面中，我們可以看到STEP7 V5.5版本與Microsoft Windows 7 professional （32-bit）操作系統兼容，其他版本的STEP7軟件與Microsoft Windows 7 professional （32-bit）操作系統都不兼容。

　　圖11

　　說明：

　　> 在兼容性列表的Comp列中圖標

　　表示兼容，圖標

　　表示不兼容。

　　> 可以通過列名稱后面的圖標 來改變列表的排列順序。

　　6、在兼容性列表中，我們還可以看到其他與STEP7 V5.5相關的軟件產品與Win7操作系統的兼容性列表也被顯示出來，比如Automation License Manager，S7-PLCSIM等相關的軟件組件。通過這個列表我們也可以方便、直觀地了解到這些軟件的兼容性信息，如圖12所示。

　　圖12

　　3．2 確定WinCC V7.0 SP2與STEP7 V5.5是否兼容

　　應用軟件兼容性工具確定WinCC V7.0 SP2與STEP7 V5.5是否兼容，操作步驟如下。

　　2、在個頁面，選擇WinCC軟件，如圖13。

　　圖13

　　3、在軟件版本選擇頁，選擇“V7.0 SP2"，如圖14。

　　圖14

　　4、在第二軟件選擇頁面的軟件樹中選擇“Software for SIMATIC controller—>STEP7 programming software?STEP7"，并在頁面中間欄中選擇“STEP7 V5.5"的軟件版本,如圖15。

　　選擇好第二個軟件后，已經選擇好的WinCC V7.0 SP2與STEP7 V5.5軟件都在頁面右側顯示出來，同時“show compatibility"按鈕也已經可用。

　　圖15

　　5、點擊“show compatibility"按鈕，顯示兼容性報告。在兼容性報告頁面中，我們可以看到WinCC V7.0 SP2與STEP7 V5.5兼容，如圖16。

　　圖16

　　6、在圖16中，還可以看到一個“Further approval information"的按鈕。點擊這個按鈕會進入另一個兼容性列表頁，如圖17所示。與選擇軟件相關的其他相關軟件的兼容性信息都在這個列表中顯示出來。比如Automation License Manager，Windows操作系統，殺毒軟件等相關的軟件組件。

　　圖17

　　4 其他說明

　　在使用軟件兼容性工具進行軟件兼容性檢查的過程中，需要注意以下內容。

　　1、軟件兼容性工具隨著新軟件的不斷發布而不斷更新，存在一個不斷發展和完善的過程。所以在使用過程中工具頁面可能不與本文的截圖一致，請以實際頁面視圖為準。

　　2、在軟件兼容性工具的操作過程中，盡量使用工具頁面提供的按鈕來完成相關操作，不推薦使用瀏覽器上的按鈕