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,對于我們的應用提供了*的方便。
OPC 過程控制OLE 是一種通過WINOOWs NT應用程序自動存取數據的標準，也是WinAC的標準特性。使用OPC服務器可以訪問控制驅動程序中的過程數據：Active X 控件接口，不用編程直接從OLE 標準應用程序訪問過程數據。這種功能使得我們可以在軟件開發中借助于語言Visual Basic進行更復雜的應用開發。
計算功能
WinAC提供強大的計算功能，與工業過程數據，之間建立起一條工作數據鏈路。使得上位計算機能夠實時處理過程數據，完成復雜的測量控制與故障分析計算，并能夠在Visual Basic中創建自己的HMI 前端或在大家熟知Excel中做統計分析。在過程控制和PC 應用程序之間管理數據信息流量。允許、簡便地訪問并能顯示和修改過程數據。對于數據處理量大，要求內存高的過程控制系統，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濟的解決方案。
四、系統原理結構

全系統成型機共有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顯示與給定設定，其中9臺軋面機的PLC兼控面皮厚度，實現面皮厚度閉環控制。18臺PLC與18臺變頻器分布于生產全線，全部控制設備配備了-DP通訊接口板，通過一條高可靠的PROFIBUS-DP現場總線組網，實現統一的網絡結構，分布式的控制系統，方便的就地控制與操作。
除每臺機組可以單獨設定參數并監控運行數據外，成型機控制區設有一臺觸摸式人機界面，通過PROFIBUS-DP網絡負責對成型區全部設備的實時監控。在烘爐區設一臺15寸的屏式計算機，通過PROFIBUS-DP對全生產線的設備進行人機操作與監控、人機對話、數據存貯、報表打印、生產管理。
全生產線的主控制器是*控制器WinAC, 擔負著生產線的主控PROFIBUS-DP網絡管理及網絡服務器的任務控制系統的軟件核心配方數據庫均由WinAC控制器完成為避免報表、打印、人為操作對控制系統產生無法預測的影響，本系統采用了在軟件WinAC控制系統基礎上研制的硬件控制器--WBC416, 除保存了基于PC自動化完整的優點與特點外，更有設計堅固、可擴展性強、堅固的外殼設計電子硬盤無風扇結構的特點。整體的結構設計針對抗振動抗沖擊的高防護等級。集成的接口：USB、 10/100M以太網接口、PROFIBUS-DP/MPI工業現場總線系統鑄就了其主控制器的地位也保證了系統的與。
軋面機面皮厚度控制系統
軋面皮厚度測控系統由光柵傳感器、PLC 、步進電機組成閉環實時監控系統。
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，形成閉環控制系統，消除機械累積誤差。
閉環控制系統能夠實時在線校正厚度。提高產品質量。
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
烘爐溫度分為8個區每區溫度都是一個閉環測控系統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
控制可控硅調功器從而控制溫度.
SCR調功器的輸入信號為0—10V, 輸出功率可連續調節三相平衡式調功器共8個調
功器
溫區煙囪根據配方調節開度進行流量控制
自動檢測鋼帶打滑并自動調整
智能閉環控制算法,自適應參數整定功能
中控站可進行溫度設定與溫度監視

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、抗干擾強等優點在工業控制領域得到了廣泛應用。但PLC 在人機交互性能方面較弱，而工業控制計算機具有良好的人機界面及控制決策能力，因此，將二者結合起來可有效實現整個生產過程的綜合控制。

　　為了在DCS和PLC之間實現雙向數據傳輸，完成邏輯聯鎖控制，那么解決DCS和PLC之間的數據通信成為系統成敗的重要因素。

　　2 通信協議

　　2.1 TPS系統協議

　　TPS系統支持兩種技術協議，一種是Modicon公司的Modbus 協議，一種是Allen-Bradley（以下簡稱A-B）協議.使用A-B協議時設備端需配置支持AB公司全雙工DF1協議接口。Modicon公司的Modbus協議可以在不同網絡之間通信，支持的網路包括Modbus，Modbus+工業以太網，以及標準網路：WAP和以太網。網絡間通過設備的內置端口或網絡適配器等來相互訪問。基于Modbus協議的各設備采用主從技術通信。網路中某一臺機器作為主機發請求，其他及其機器作為從機做出應答，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協議建立了主機發出查詢請求的格式：包括從機地址，功能碼，數據，校驗；從機響應消息的格式為從機地址，功能碼，數據，校驗；如果發生錯誤；從機將返回一條出錯消息。一般來說。通訊數量少且要以文本為主的通訊采用Modbus ASCII規約，通訊數量大且是二進制數值時則采用Modbus RTU模式通訊。消息中的每個字節包含兩個十六進制數，本系統中Tps系統采用的是Modbus RTU規約，一條Modbus 網絡中可以容納16個節點，但只允許在一個主設備即DCS控制器.

　　2.2 Modbus 通信傳輸

　　有兩種傳輸方式：一種是ASCⅡ模式：當控制器設為在Modbus網絡上以ASCII美國標準信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個8Bit字節都作為兩個ASCII字符發送。這種方式的主要優點是字符發送的時間間隔可達到1秒而不產生錯誤.

　　另一種是RTU模式:當控制器設為在Modbus網絡上以RTU（遠程終端單元）模式通信，在消息中的每個8Bit字節包含兩個4Bit的十六進制字符。這種方式的主要優點是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數據。

　　2.3 TPS系統SI FTA

　　TPS系統SI卡的FTA有兩種，Moudbus SI FTA的串行接口支持Moudbus的RTU協議，使用的通信

　　方式是ELA-232D或者EIA-422．485D，同時也支持PLC的多分支網絡結構。SI與子系統進行直接的數據通訊，子系統的數據可被采集到APM和HPM中，這些數據可以直接用于數據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。控制器能直接或經由Modem組網。TPS系統和西門子PLC系統都有開放的硬件接口和通信協議，具有良好的兼容性。TPS系統提供SI串行接口卡，帶有1個RS一232接口和1個RS一485／422接口，現采用RS一485口。該串行口可接l5臺子系統，通信距離可達1200m。西門子PLC系統提供通信卡CP341一RS422／485，可進行串行口數據的收發。

　　3 硬件方案的實施

　　3.1系統網絡構建

　　由于在我公司使用的DCS系統中，以TPS的系統居多，在PLC方面以S7-300為例，所以本系統設計結構：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字點的檢測和控制。TPS系統和西門子PLC系統由SI卡連接，通過RS一485口進行數據的發送和接收，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系統安裝在控制室，PLC系統則安裝在現場. 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系統中，是通過ARRAY點來建立與外部

　　PLC通信和進行數據存取。

　　建立通信的主要參數如下：

　　SI FTA NUMBER：現場PLC串行接口的FTA號

　　(1，2)：

　　SERIAL LINKDEVICE ADDRESS：現場PLC系

　　統的硬件地址；

　　START INDEX：根據Modbus設備的線圈地址所

　　決定的ARRAY點讀寫數據的個點的地址；

　　AUXDATA參數決定Modbus接口的一些特性；

　　AUXDATA1：保持地址(00001～09999)在激活狀態；

　　AUXDATA2：信息反應時間(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，將兩者聯系起來，建立良好的通信。按照上面分析對TPS進行相應的設置，則該系統中的TPS系統就可以和四個包單元的PLC進行通信的，對于PLC系統的開關同樣可作出相應的設置：系統斷電，重新啟動，TPS系統的ARRAY點可與PLC中的相應地址進行讀寫操作.

　　5 結束語

　　采用以上方法，解決了TPS系統與西門子PLC的通信問題，并構建了一個系統網絡.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、軟件可靠和穩定.這種DCS加PLC系統的控制結構為用戶提供了一種經濟可行的模式，既節約了資金又得到較好的控制效果。目前DCS應用相當廣泛，但在一些場合，比如開關量較多、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相結合的方法.