西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8型号齐全
1 引言
国内自行设计的6m焦炉移动机械已实现机械化作业，但由于其电控系统采用继电器-接触器控制，使用的继电器数量多，线路复杂，投产后故障频繁，很难保证机械设备功能的全面实现。我们在广泛吸取国内外经验的基础上，在武钢7#、8#焦炉推焦车、拦焦车上采用了PLC控制，进行了硬件和软件自行开发和设计，实现了分单元的自动化操作。
推焦车生产过程按照工艺流程划分为12个作业单元，拦焦车为10个作业单元，均采用“5-2串序推焦”和“一次对位”工艺。推焦杆或导焦栅对准炉位后，既可控制炉门又可清扫炉框。这种工艺与原有“9-2串序”工艺相比，由于减少了车辆移动次数，每出-孔焦可缩短3～4min，增加了控制系统的难度，却提高了作业效率。为满足多种作业进行的复杂操作，控制系统设计采用了“单元自动操作”和“手动操作”两种方式。
2 焦炉PLC控制系统的构成
推焦车、拦焦车电控系统均选用美国MODICON公司的984-680PLC控制器，采用800系列模块、智能I/O模块、S908远程I/O驱动器、J890远程I/O接口处理器和打印机等设备。
推焦车控制部分由1个本地站构成，配置有4个I/O机架和31个I/O模块,如图1所示。拦焦车控制部分由1个本地站和1个远程站构成，各配置有2个I/O机架和17、11个I/O模块。供电系统设计采用了隔离变压器和UPS电源。
3 推焦车、拦焦车控制系统功能
3.1 基本控制功能
焦炉移动机械的检测元件，由于受高温、粉尘的条件限制，基本上采用限位开关、行程开关，而液压系统用的电磁阀也不具有位置信号反馈功能，无法直接判断输出信号的执行情况，在软件编程时采用了重做、跳步、时间检验等设计技巧。按照行程或时间原则，以间接的方式实现这一目的。其程序由设备状态检测、联锁检查、控制方式选择、单元自动控制、单步手动控制、信号显示、故障部位和过程数据检测、数据打印8个程序块组成，层次清晰，结构简单，便于调试和维护。这里以推焦车控制为例进行说明,拦焦车控制功能基本相同,不再重复。图2示出推焦车自动控制系统流程。
(1)单元自动控制
按照作业性质划分单元，实现取门、推焦，平煤、炉框清扫等分单元的自动操作。单元间彼此独立，也可通过可靠的联锁控制，实现多单元的操作。
(2) 手动控制
每一作业单元又划分成若干控制步，通过单独的操作按钮，实现控制步骤的独立手动操作。
(3) 重做功能
在单元自动方式操作时，可能由于某种原因，代表一个动作完成的开关未能按规定的行程或时间动作。为了正确判断这些开关是否属于不可恢复的故障，根据自动重做申请后的人工确认，将自动执行重做功能，如重做成功则程序向下执行，否则进行故障报警。
(4) 跳步功能
运行过程中，有些控制动作虽未能在规定的行程或时间内完成，但对整体功能的实现并没有太大的影响，则采用跳步方式跳过这段程序，继续向下执行。
(5) 时间校验功能
用时间原则来判断一个动作指令是否完成。根据设备运行的速度和移动的距离计算出校验用的时间设定值。动作指令发出后，如在此时间内完成即为正常，否则判断为设备故障．时间校验功能又因同一控制过程中控制因素的变化而分成单时间和双时间校验功能。
(6) 减速校验
推焦杆运行至前进端或后退端时，减速环节是否能正确投入，对推焦杆和焦炉炉体的安全是至关重要的。减速校验就是根据减速校验开关的动作状态，判断涡流制动是否投入，如未投入，即迅速切断控制回路。
(7) 平煤次数选择功能
根据工艺要求分为长行程和短行程平煤两种方式，每种方式又可有若干种不同的选择。程序设计上采用了长、短行程各有0～9种，可任意组合．只要事先选择好开关位置，程序即可按规定的方式和次数自动进行平煤。
3.2 监控功能
(1) 设备状态监控功能
程序中利用“STAT”功能块来检测控制器中的各种设备运行状态信息，这些信息有CPU运行状态、存储器保护状态、后备电池工作状态、AC电源状态等，当这些设备状态正常时，程序允许执行各种控制功能，如异常，立刻产生报警，切断控制回路，并进行数据打印。
(2) 联锁检查
联锁检查分单元自动初始条件检查、单元自动运行条件检查和单步运行条件检查。通过联锁检查，将确保在多单元作业时的可靠运行，杜绝设备事故的发生。
(3) 推焦电流数据采集、处理和记录功能．
(4) 状态显示和报警功能
生产过程中设备运行状态，可通过灯光和音响按正常、重故障、轻故障状态分别进行显示，并在故障发生时，根据故障性质采取相应的控制措施。
(5)过程数据检出和打印功能
向操作和维护人员提供准确的操作信息和维护数据是操作稳定和系统可靠运行的重要保证．在每次作业中，当“重做”、“超时”、“跳步”、“联锁欠落”等故障发生时，均实时将发生故障部位的各种信息检出，并通过内部总线传送到智能I/O模块中，进行数据处理后，自动打印出相关数据．这些数据包括运行方式、单元号、数据类型和具体故障部位的设备代码．
4 运行效果
本系统在武钢7#、8#焦炉一次试车投产成功，实现了全部软件设计功能，仅投产2个月就达到了推焦间隔10min的综合设计指标，创造了国内同型号焦炉开工顺产、达产的新水平。与国内设计的继电器控制的6m焦炉相比，具有下列优点:
(1) 推焦车每炉位动作时间为405s，其作业效率提高了10%。
(2) 清门、清框、炉台清扫、头尾焦处理均实现了自动化操作，大大降低了工人的劳动强度。
(3) 系统可靠性高，投运以来运行正常，与本厂4.3m焦炉相比，其月平均电气故障时。
间比为1:10，故障率大大降低。
5 结束语
实践证明，PLC控制系统在武钢7#、8#焦炉移动机械系统使用中具有显著的经济效益和社会效益，并具有较高的推广价值，为今后焦炉移动机械全面采用PLC控制创造了条件。
1 引言
中密度板(MDF)由于性能优良，已成为用途广泛的人造板。中密度生产线是木材加工生产中电气设备多、控制复杂的生产线。热压机是整个系统中重要的设备，必须按时间、行程、压力、温度、位移等原则或工艺参数进行协调控制。随着可编程控制器(PLC)技术的发展，把PLC应用于热压机，解决了系统的工艺要求，提高了系统的可靠性和维修的快速性。
2 工艺要求
热压机是中密度纤维生产线中主要的设备。根据工艺要求，压机在热压过程中应满足“压力-时间-位置”曲线和压机的闭合及开启时的速度要求。中密度板厚度要求的变化、原料及胶合剂的变化等都要影响工艺曲线，生产过程中应该做相应的调整。本文仅介绍PLC控制的热压机部分控制过程。
成品厚度为15mm的MDF基准热压工艺曲线如图1所示。
图1中时间、压力的参数设定为:装板辅助时间20s，空闭合时间10s(t1)，升压0-8.0Mpa时间30s(t2)，
保压8.0Mpa 时间10s(t3)，升压8.0-18.0Mpa时间40s(t4),保压时间10s(t5)，卸压18.0-3.0Mpa时间120s(t6),保压3.0Mpa时间250s(t7),卸压时间从8.0-18.0Mpa 40s(t8)，卸板辅助时间10s。以上合计一个热压周期。
3 系统的硬件设计
系统采用OMRON公司C2000H型PLC,其硬件基本由开关量输入单元、模拟量输入单元、脉冲输入单元、继电器输出单元和晶体管输出单元组成。由于输入输出参数较多，故硬件图省略，下面仅由图2及表1、表2给出PLC控制系统部分主要的硬件连接关系。
4 系统的软件设计
系统控制的软件设计内容较多，
本文仅介绍几种主要的输入输出控制方法:星形三角形启动，参数设定和参数输出显示和位置测量。
4.1星形三角形启动
系统用的加压泵和充压泵D1、D2、D3、D4、D5共5个电机的容量较大，启动时应采取星形三角形启动方式。具体梯形图如图3所示。图3中所示:A—启动输入:I00008，I00010，I00012，I00014，I00100。B—停止输入:I00009，I00011，I00013，I00015，I00101。C—压机高压力:I00112。D-03400，03401，03402，03403，03404。E—自锁，为D的触点。TA—定时器:T010～T014，定时4秒。TB—定时器:T015～T019，定时4.2秒。F—星形启动:Q00300，Q00302，Q00304，Q00306，Q00308。G—三角形运行:Q00301，Q00303，Q00305，Q00307，Q00309。TC—定时器T020～T0204，定时1秒。
4.2 参数设定和参数输出显示
注:A为V1选择:HR4001～HR4009;B为类型选择:I00102～I00105;C为设定选择:I00106;DMX为各参数数据的数据存储单元。
图4中I00212～I00215将1位拨码输入转换成十进制数(V1)来确定要设置的第几个参数;I00200～I00211将3位拨码输入(4位BCD码V2)作为V1选择的第几个参数的数值存入IR030中;再将参数的数值存入对应的数据单元中。每个参数数值多可以设置10个数据。如压机压力设置V1=2,V2=120,则压机第二段压力设置为120Kg/cm2
图5中A为输出选通信号，将热压、位置、时间和蓄压器压力显示出来。图5中A为23601,23603,23605,23607;B为Q00412,Q00413,Q00414,Q00415;DMX为DM0130，DM0140，DM0150，DM0160;Q00400～Q00411输出3位8421数据，以便显示;Q00412～Q00415对热压、位置、时间、蓄压进行输出显示选通。
4.3 蓄压器力、热压机压力和位置测量
5 结束语
本系统采用高性能价格比的C200H-PLC其成本低廉,可靠性高,可以在生产过程中灵活方便地改变热压机的压力、时间、板厚等参数，以便满足不同原料、不同板厚和不同工艺要求的中密度板材的生产。系统采用模块式结构,其硬件配置灵活,维修方便.生产实践证明采用PLC控制该系统远行可靠。
1 TOSLINE-S20网络的系统构成
莱钢中型型钢生产线PLC控制系统主要由加热炉(RHF)、粗轧(BD)、精轧(FM)、精轧辅助1(FM AUX1)、精轧辅助2(FMAUX2)、公用(UT)、热锯/冷床/矫直(HS/CB/SS)、编组/冷锯/检查(CT/CS/IB)、码垛(PB)、打捆/成品/剔除(BM/SB/RB)等10套东芝的T3HPLC控制系统组成，各PLC与操作站和过程机系统通过以太网进行数据通信，而整个PLC控制系统则由东芝的TOSLINE-S20网连接在一起，实现PLC与PLC之间的数据通信，各PLC还通过TOSLINE-S20网与东芝的变频器相连，实现PLC与变频器之间的数据通信。整个PLC控制系统的TOSLINE-S20网络图如图1所示。图1中:OS1—触摸屏;OS2~OS8—操作站;RHFP/C—加热炉过程机;MILL P/C—轧机过程机;VF-A5、T-250、T-350、CYC850-变频器。
2 TOSLINE-S20网络的硬件组成
2.1 SN系列工作站
在TOSLINE-S20系统中，工作站采用东芝公司SN系列模块，即S20-站，S20-站有多种系列，可用于东芝不同型号的PLC和不同的传输介质。模板上有状态指示灯、站号设定开关、站复位开关、传输电缆连接接口、RS232C串行接口等。
2.2 传输介质
TOSLINE-S20网络系统可采用两种类型的传输介质，即同轴电缆和光缆。同轴电缆使用特征阻抗为75Ω的5C-2V(JISC3501)型的细缆，网络覆盖范围可达1km;光缆采用石英玻璃制成的GI型(JIS C6820)50/125μm的光导纤维电缆，网络覆盖范围可达10km。不同的传输介质对应不同的SN模板。莱钢中型型钢生产线采用光缆为传输介质。
2.3 网络互连设备
(1) BNC连接器 同轴电缆的端头均采用BNC-P-5型连接器。
(2) T型头 当连接分支同轴电缆和SN模板时，采用BNC-TA型的T形头。
(3) 星型耦合器是一种光纤分配器，有多路光纤端口，当SN模板与传动通信时，先通过光缆连接SN模板与星型耦合器，再通过星型耦合器使用光缆连接到各个变频器上，以进行数据通信。
3 TOSLINE-S20网络的软件系统
3.1 S-LS软件
S-LS软件是TOSLINE-S20网的专用软件,该软件可运行于IBM及其兼容机上，用于设定传输参数、监视TOSLINE-S20网上各站的运行状态，在该系统中，由S-LS设定的传输参数存储在PLC的EEPROM内。
3.2 T-DPS软件
T-PDS(V1.3)软件是东芝公司提供的编程软件，该编程软件基于bbbbbbsNT/95系统，适用于东芝T-系列PLC，可进行离、在线编程、监视执行状态、数据设定等，操作方面、直观，具有在线跟踪和程序诊断功能[1]。
T-PDS可连接S20-站的串行口(和T3H CPU模块上的编程口一样)，通过S20网对任一站进行远程编程和监控。
4 TOSLINE-S20网络的基本原理
TOSLINE-S20网是一个令牌总线网络，S20网大传输距离10km，通信速率可达2Mbps，大可挂接64个站，传输编码采用曼彻斯特或差分曼彻斯特编码，调制方式采用基带传输方式，提供扫描传输(周期广播)和消息传输(请求传输)通信服务。
在TOSLINE-S20网上，工作站是以数据包的形式来发送信息，数据包包括扫描帧和数据帧。数据包的发送顺序如图2所示，由主工作站发送同步帧，每一个工作站按照其站号顺序依次发送数据包，当后一个工作站发送完毕，主站又重新发送同步帧，开始下一轮的数据传输。其中，S表示同步帧，用于标记一个传输周期(扫描周期)的起始，并使接收端在数据接收过程中始终与发送端保持同步。
目标扫描时间是TOSLINE-S20网的一个重要时间参数，它用来限制一个扫描周期内数据传输的时间。如果传输周期(即工作站从上次获得数据传输令牌到该次获得令牌的时间)比目标扫描时间长，则该工作站只允许发送扫描帧而不能发送数据帧。这样就能保证所有的工作站可以获得相对均等的数据传输机会，并可以防止因接受端的缓存溢出而造成网络堵塞的现象。目标扫描时间必须大于所有工作站发送扫描帧所用的总时间。
在TOSLINE-S20网上始终有一个令牌在网中循环，只有拥有令牌的工作站才有权发送数据。每个工作站都有一个通用存储单元，该存储单元的大小为1024字节。当一个工作站要发送数据时，它将数据写到通用存储单元中，在网上以广播的形式传播。其他工作站将收到的信息暂时存储到通用存储单元中，每个站通用存储单元中的数据在每次扫描周期内都是不一样的。该存储单元在使用之前必须由S-LS软件划分成发送块和接收块，并由T-PDS软件将为每个块分配寄存器地址。
每一个工作站都必须有一个唯一的站号，TOSLINE-S20网允许的站号范围是1-64，站号是通过SN322模块上的旋钮开关设定的，STNH和STNL旋钮分别对应高位和低位，例如，如果STNH=2，STNL=3，则站号对应23。当所有的工作站接入TOSLINE-S20网并上电后，具有小站号的工作站将成为主站，其余的站为从站，主站负责确定整个网络的时钟。站号确定后还必须对每个工作站的数据发送块进行划分，接收块由系统自动设定，这项工作通过S-LS软件来设定。
5 TOSLINE-S20网络的RAS功能
5.1 维护功能
在同轴电缆连接方式下，如果任何一个站下线或掉电，则该异常的站就会从S20系统断开，剩余站的通信将重新启动。如果同轴电缆被损坏，由于出现异常的终端阻抗，则S20系统将不能再继续进行正常的通信。
在光缆连接方式下，如果是发生一个站下线，则该异常的站就会从S20系统断开，剩余站的通信将重新启动;如果是一个站掉电，则S20系统将在掉电的站处把S20系统分成两个独立的S20系统。如果光缆的传送和接收线路均被损坏，则S20系统就被分成两个独立的S20系统;如果只损坏了一根，则S20系统仍将系统分成两个系统，由于其中一个系统的干扰，另一个系统将不能进行正常的通信。
5.2 自诊断功能
S-20系统有下述自诊断功能:
(1) 初始化自诊断
a) 对ROMBCC、RAM读/写、CPU及外围LSI、站号进行检查。若异常，该站将下线，不能再与其它站进行通信，该站需要重新断电后再上电或按SN模板上的复位开关。
b)对传输参数(EEPROM)进行检查，若异常，该站将变为备用状态，不能再进行扫描传输(周期广播)，但还能进行消息传送，该站需要对传输参数进行重新设定。
(2) 运行自诊断
a)对看门狗定时器、异常传输进行检查，若异常，该站将下线，不能再与其它站进行通信，该站需要重新断电后再上电或按SN模板上的复位开关。
b) 对接收帧进行检查，若异常，该站忽略该异常的帧。
c) 对响应进行检查，在消息传输情况下，如果从目的站来的响应没有接收到，该源站将重新发送一次消息帧。
d) 对无信号情况进行检查，如果无信号情况不超过规定的时间(主站下线)，该站将重新组态运行。
5.3 LED指示功能
S20站有STN、ONL和SCAN等LEDs，通过这些LEDs，可以指示各站的运行状态。
5.4 T3H及S-LS监控的RAS信息
S20系统RAS信息(例如站状态、在线映像、备用映像、扫描状态映像等)映射在T3H的专用寄存器(SW)中，该信息可通过T3H的用户程序进行解读。
通过S-LS，也可以监控S20系统的RAS信息(例如站状态、在线映像、扫描状态映像、站下线信息等)。