西门子模块6ES222-1HD22-0XA0原装代理
通过对立式厚箔纵剪机组主控系统的分析，找出了系统运行不稳定的关键因素，通过局部的改进和调整，大大提高了主控系统运行的稳定性和控制精度。
1400立式（厚）铝箔纵剪机组是辽宁省机械研究院引进国外先进技术自行设计制造的国内台立式高速厚箔纵剪设备。其剪切铝箔的厚度范围为0.07~0.4mm；来料宽度700~1300mm；高生产速度600m/min；年设计生产能力12000吨。与卧式机组相比，其卸料方式、刀架调整（成品尺寸变更时）、工艺废边的处理等有了很大改善，极大地降低了生产人员的劳动强度，提高了设备使用的方便性和可操作性。
但其主控系统存在操作界面不友好，运行不稳定（如：时常出现通讯系统故障、操作系统崩溃、部分工艺参数无法修正和改变等）问题，严重影响了机组的正常运行。为此，通过对生产中出现的各种问题进行综合分析和制定相关对策，对主控系统改进和调整变得十分必要。
1主控系统组成和通讯方式
机组的电气主控系统主要有上位机、下位机、S7-300可编程序控制器、直流传动、交流传动组成。系统的控制原理图如图1
TU-01
1.1上位机位于现场操作台内，硬件平台采用IBM兼容PC机，软件平台为WindonsNT，上位监控工控态软件为MCGS3.2，其主要功能有：
•参数设定
设定内容包括：来料宽度、厚度，开卷、内卷取、外卷取张力，点动、爬行、运行速度值，内、外卷取的选择，剪切刀盘直径等。
•数据显示
显示内容包括：当前机列主要运行状态，机列运行的实际速度值，开卷、内卷取、外卷取的实际张力值，开卷机、内卷取、外卷取当前卷径值，当前的日期和时间。
•用户管理
该部分主要包括用户的登录及退出，以及修改和管理用户的密码和权限。
1.2下位机位于控制柜内，硬件平台为研华工业计算机及（PLC）开关量、模拟量输入/输出板卡，软件平台为MSDos6.2，应用软件Basic语言编制。其主要功能有：
1)接收开卷、内卷取、外卷取的卷径检测信号
2)接收开卷、内卷取现场张力信号
3)进行各种惯量和补偿计算
4)为开卷、内卷取、外卷取提供张力基准信号
5)为开卷、中心辊、剪切轴、内卷取、外卷取提供速度基准信号
1.3 SiemensS7-300可编程序控制器，由位于控制柜中的CPU315-2DP及其开关量输入/输出模块的主站以及位于现场操作台中由ET200和开关量输入/输出模块的扩展站组成。其主要功能有：
1)接收操作人员和设备检测装置现场发出的各种指令信号
2)机组的逻辑运算及连锁保护
3)对直流传动进行逻辑控制（如：使能、运行停止、急停等）
4)对交流传动进行逻辑控制
5)对各种液压、气动系统进行逻辑控制
1.4直流传动系统由ABB公司的DCS500全数字直流调速器和直流电机组成，该系列调速器性能优良，功率范围大，可靠性高，适用于直流电机的供电和控制。
该系统的功能主要是根据下位机传送来的张力基准和速度基准，实现对开卷机、中心辊、刀轴及内卷取、外卷取的张力和速度的jingque控制，使产品端面齐整（小于±0.5mm），内外松紧一致。
1.5交流传动系统由一套交流变频系统Acs600和一套滑差离合调速器系统组成，该部分主要用于工艺废边的牵引和缠绕收集，其工作速度与机列速度各组成部分之间信息交换主要通过以下几条路径实现。
1)PLC主站（CPU315-2DP）与扩展站之间采用Profibus现场总线，主要用来传送操作信号和现场检测信号。
2)上、下位机RS232串型通讯主要用来传送操作设定参数及机列相关显示参数。
3)下位机与直流传动系统（DOD500）之间采用电气直接连线方式，传送张力和速度基准的模拟信号。
4)下位机与PLC主站（CPU315-2DP）之间采用电气直接连线方式，以便主控PLC将机组的启动、停止、急停等开关量信号传送给下位机，以用于下位机对直流传动张力和速度基准的控制。
2主控系统运行不稳定原因分析
机组投入运行后，生产操作人员一方面反映操作界面（人——机接口）不够友好，另一方面其主控系统运行十分不稳定，时常出现问题和故障而影响生产正常进行，主要表现在以下几个方面。
1)由于上位机与PLC之间无通讯途径，而下位机与主控PLC（CPU315-2DP）之间采用电气直接连接传送的信息十分有限（仅有启动、停止、急停等几路信号），故使得上位机组态界面无法显示大量的故障诊断信息，使得处理故障十分困难。
2)上位机位于现场，环境较差，由意外电气干扰和温升异常而引起bbbbbbsNT系统频繁重启及系统崩溃经常发生，多次造成生产中断。
3)上、下位机之间采用串行通讯，由于距离较远而加装了非标转换卡，而该转换卡受环境影响极大，经常使通讯失步而引起通讯中断，造成机组失控。
4)下位机中的应用程序采用Basic语言编写和编译，使得工艺条件改变时需进行参量的调整变得十分不便，系统功能的扩充及调整也受到很大限制。
5)卷取卷径测量开始时采用光栅尺，受环境条件所限精度很差，后改为测量卷取轴运转圈数，间接计算卷径值，但当成品卷径较大时，误差也随之增大，从而严重影响了系统的张力控制精度。
6)用于主控站PLC和扩展站PLC之间通讯的ET200模块电源（DC24V）与控制液压系统和气动系统电磁阀电源采用同一电源，多次由于意外扰动而引起通讯异常及模块损坏。
7)废边牵引胶辊由于正常磨损，使得高速时（300m/min以上）,速度无法与机列严格同步而引起断边，从而严重影响机组的生产效率。
3改进措施
通过对上述主控系统运行不稳定的各种因素的详尽分析，制定了下述改进和调整措施。
1)去除原系统的上、下位控制计算机结构，采用工业中普遍应用的工业HMI人—机界面（日本Digital公司的GP577）取代上位机功能，作为操作监控终端，采用标准RS485接口卡与主控站PLC（CPU315-2DP）的MPI接口相连，从而解决了上位机运行不稳定及通讯标准化问题。由于与主控PLC相连，故机组的大量信息可以直接调入HMI进行综合显示，上位监控界面缺少故障诊断信息的问题得到了根本解决。
2)将下位机的功能并入主控PLC（CPU315-2DP），CPU315-2DP的强大运算功能和丰富的函数功能块，完全满足机组的控制精度，在主控站中增加模拟输入卡，以接收卷径测量信号，并增加专用ProfibusDP通讯模块（MPBA-12）使主控PLC采用Profibus现场总线直接与ABB的DCS500数字直流调速器通讯，传送张力和速度参数值，接收调速器的各种参量及状态信息，从而大大简化了通讯流程，解决了通讯中断、失步问题。采用bbbbbbs操作系统的STEP7编程组态软件，可以对主控PLC进行组态和编程，使工艺参量调整及功能扩充变得十分简便。为扩展PLC站的ET200提供独立电源，解决了其与主站PLC之间通讯中断问题。
3)改变卷取机卷径的测量方式，采用德国P+F的UGC2000超声波直接测量，其测量精度和准确率大大提高，保证了系统对张力和速度的jingque控制。
4)改变废边的牵引方式，去掉牵引辊改用风机加文氏管吸边，从而解决了断边引起的对机组高速运行的制约。
改造后的控制原理图如下图2
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4 结 论
通过对影响机组稳定运行的各种因素进行查找和分析，制定相应的解决方案，根据方案进行局部改造和调整，起到了事半功倍的效果，现该机组主控系统运行十分稳定，上位监控界面中故障诊断信息十分丰富，大大减轻了维修难度，由于采用了工业标准通讯链路和器件，不但简化了通讯流程，其可靠性和稳定性也大大提高，为今后系统的扩充和调整奠定了基础。
FBZ-2610型GIS智能汇控柜是我公司利用先进的检测技术、控制技术、通信技术和多年来对封闭式组合电器的研究而成功开发的一种在线监控系统柜。它采用PLC可编程控制器来进行对封闭式组合电器进行在线监视和控制。本系统柜采用分散式控制，即每一间隔都有独立的CPU微处理器进行数据处理和控制，各智能汇控柜组网与中控室保护厂家或DCS厂家的自动化系统进行通讯。
关键词：
GIS(封闭式组合电器)PLC(Programmable controller可编程控制器) DCS(分散式控制系统) CPU微处理器
（一）项目简介
FBZ-2610型GIS智能汇控柜是我公司利用先进的检测技术、控制技术、通信技术和多年来对封闭式组合电器的研究而成功开发的一种在线监控系统柜。它采用PLC可编程控制器来进行对封闭式组合电器进行在线监视和控制。本系统柜采用分散式控制，即每一间隔都有独立的CPU微处理器进行数据处理和控制，各智能汇控柜组网与中控室保护厂家或DCS厂家的自动化系统进行通讯。
该系统柜由PLC软件编程控制取代了常规的继电器组成的硬线接线逻辑控制电路，使整个控制简单清晰可靠，达到了智能化的要求。它采集GIS封闭式组合电器中各断路器、隔离开关、接地刀闸的分合状态，实现了一次设备的在线监测，能通过屏蔽双绞线与中控室通讯，实现“三遥”功能。
由于系统采用了西门子PLC程控器控制，技术成熟，抗干扰能力很强，适用于工业环境运行，从而使产品的可靠信有了明显的提高。设备投入运行后，维护、维修的工作量甚微。系统技术先进，采用PLC可编程控制器，使产品的控制达到了数字化的要求，能够与后台机通讯，达到远方控制功能。本系统极易扩展，可满足各类客户所求。
（二）系统主要特点
☆ 特点
可扩充性强：
模块化设计，便扩充易增容。
维护方便：
主从式网络结构，从变电工区到集控室仅一根电缆，工程量小。
稳定可靠：
设备良好接地，能自诊断自恢复，PLC为工控机，抗干扰性能好，稳定可靠。
实用性强：
系统具有一次设备在线监测、故障分析等功能，可随用户要求增加气室SF6密度在线监测、工作电流监测、储能电机电流监测、避雷器泄漏电流监测等。
安全性好：
整个FBZ2600系统是外挂在一次设备上的独立系统，丝毫不改变原有设备的完整性。
（三）工作环境
电源：
电压输入范围： 交流120V－265V，
直流165V－330V;
功耗<100W
正常工作环境：
（四）系统构成
该监控系统由硬、软件两部分构成。硬件主要由PLC程控器、参量传感器两部分构成，软件则采用西门子公司的STEP7-Micro/WIN98开发系统，通讯方面具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
系统工作时，由参量传感器将各种电流、电压、SF6密度、温湿度等（监测量随用户要求而定）自动转化成标准的模拟或数字信号送入PLC程控器，有程控器完成各种信号（开关量、模拟量等）的采集、比较、运算、处理和实现各开关之间的逻辑控制和闭锁。
系统备有两个RS-485接口装置，通过PPI、MPI或自由口通讯协议可直接对该系统实现遥测、遥信和遥控（亦可采用MODBUS协议与保护厂家后台监控系统接口）。
本系统中PORT0口为MODBUS口，PORT1口为PPI口，各GIS智能汇控柜之间组建PPI网络或MODBUS网络，与后台机组态软件或其他监控主站通讯。下面为一段MODBUS设定程序：
LDSM0.1
CALL MBUS_INIT,1, 6, 9600, 2, +0, +128, +32, +1000, &VB0, M15.1,MB16
LDSM0.0
CALL MBUS_SLAVE,M15.2, MB17
库内存地址为VB2001-VB2780。
本系统增加开关计数功能：
LD I0.0 //I0.0为辅助开关位置
EU
+I +1,VW600
LD M4.0 //M4.0为清零
MOVW +0,VW600
（五）系统功能
（1）控制功能
A）断路器的分闸、合闸操作
B）隔离开关的分闸、合闸操作
C）接地刀的分闸、合闸操作
D）自动投退加热器
（2）检测功能
A)各开关状态自动检测
B)断路器合闸次数自动检测
C)各开关合闸次数自动检测
D)分合闸超时自动检测和保护
E)断路器气室压力闭锁信号和告警监测
F)其它气室压力告警监测
G)储能信号监测
（3）系统“三遥”功能
通过系统备有的RS-485通讯口完成遥控、遥测和遥信功能，或与中继器相连，实现远距离的“三遥”（采用Modbus规约或西门子PPI组网）。
（4）系统联锁功能
采用西门子S7-200系列PLC来完成断路器与隔离开关、接地开关的闭锁等所有联锁功能，将常规的硬接线闭锁改为数字联锁，减少了现场的电缆连接和故障节点，提高了系统的可靠性。
PLC上设置就地/检修/远控3个位置选择开关，在变电站设备调试、检修时可进行就地和检修操作，设备运行时处于远控状态，从控制室进行操作。
（5）其它功能
可随用户要求增加气室SF6密度在线监测、工作电流监测、储能电机电流监测、避
雷器泄漏电流监测等，采用模拟量采集或通讯方式采集，通讯方式采集采用自由口通讯。下面为一段与西安华伟密度表通讯程序
1引言
圆网印花机是一种使用圆形镍网在白色坯布上可连续印制各色图案专用加工设备，工作原理类似套色印刷机，整机包括进布、主机、烘房、落布这四大部分，主机部分是由主电机经蜗轮蜗杆减速机后带动一直径约450mm(长1.8m～3m不等)辊子，辊子带动厚2mm多的聚氨脂导带转动，由直径较小的被动辊拉紧导带，使与辊子导带间无打滑，导带在两辊间形成一平面，坯布被贴紧导带经由色网到后一色网位而进入烘房将布烘干。只要网子与导带严格同步，且网子间任意时刻相位没有误差，则可以在高速运动中(高速为120m/min)严格保持0.1mm的印花精度(这也是印花导带的高精度)。与数控技术在机床中应用一样，先进的圆网印花机用网头单电机驱动技术淘汰了落后的机械减速箱长轴传动的方式，克服了原机械传动间隙和磨损对印花的影响。与数控加工技术相比，他是一种高速高精度同步技术，升降速不能有明显的速度和位置误差。而不能象数控那样有时需降低进给速度来保证较小的误差。全伺服圆网印花机是指主电机与网头独立传动电机均采用伺服电机，而进、出布电机是采用变频电机拖动。
2圆网印花机电控系统
德高的圆网印花机电控系统由两大部分组成，基于底层开发的先进电子技术实现的高速高精度同步运动控制，使网头电机(步进或伺服驱动)jingque跟踪布速(通过高分辩率编码器测主辊角速度间接得到),实现套色印花。变化的位置信息因快10μs系统就可在线处理。可使1s内车速由80m/min降为零都不会产生多大位置误差，这一点在国内是唯一能同国外先进系统相比的。另一大部分是由通用PLC实现的整机由进布到出布同步拖动控制及操作控制，以触摸屏完成速度模拟条显示，升降速的不同速度段快捷键一键操作，及故障滚动显示。界面如图1所示。
系统的逻辑动作较为简单，PLC程序没什么难度，此处只举一例，供大家参考，整机除可用触摸屏操作外，仍保留按扭操作，按扭中常用的为启/停按扭，为了减少外部连线并节约PLC的输入口，我们在如停车状态时需要操作的圆网自转开/停按扭，采用了单按钮操作，即次按下为开，在按一次为停。现以FX系列PLC为例说明实现方法，此处是采用计数器法。假设输入按钮接在X001，输出为Y001，梯形图为图2所示。
其中PLSY发脉冲指令在FX系列PLC中只能从Y0输出，此一点因PLC不同而不同。
3系统的同步控制
系统的同步控制我们采用了两种方式。