西门子模块6ES7223-1BF22-0XA8参数说明
随着制造业的飞速发展，加工中心在工业生产中的应用日渐广泛，高自动化、高效率的优势设备给现代制造增添了强劲的动力，随之而来的问题是如何维护好这些设备便显得尤为重要。以下就现场故障分为5个方面来进行说明。
1 外部信号故障
加工中心的外围信号主要用在如轴、刀库、机械手、交换工作台、辅助设备、模块外部接口及控制电器的辅助触点等部位。主要功能包括：液位检测、温度检测、压力检测、到位检测、行程检测、状态检测、按钮触点以及各种使能等。这类外围信号通常都设置了相应的报警代码和提示信息，维护人员通过提示便能快捷地定位故障点。也可通过:A= 梯形图、信号状态查阅界面以及:B= 装置指示灯来综合诊断。找到故障点后结合实际情况进行调整、维修或更换。偶尔也遇到库存备件缺乏的情况，在确定不影响机床正常运行的情况下，可暂时将故障点短接，以缓解生产压力，备件一到及时更换。对一些动作频率相对较高的部位，应特别注意观察和记录，如：主轴刀具状态、回参考点挡块、交换工作台位置检测、刀库和机械手位置状态等。外部信号范围广，故障多，以下简要举几例说明之。
（1）一台THM6350卧式加工中心出现“"1008液压压力不足”报警，且该报警有规律地出现，经观察发现实际压力完全满足。这是典型的辅助设备外部报警。报警提示，该压力继电器已损坏。因备件库中暂时无该型压力继电器，万用表测量该点两端阻值满足短接要求。交待操作工在备件未到期间，必须注意实际液压压力情况，并随时报告。经处理，缓解了生产压力。
（2）一台VMC1000C立式加工中心，采用FANUC 0i-MA数控系统，Z、A 两轴为一双轴模块驱动。在拆走旋转台后，出现“401 Z AXIS READY OFF”报警信息。
因任务需要，决定暂时使用X、Y、Z三轴进行其它工件加工。应将A 轴屏蔽，其屏蔽步骤是：修改NC参数?NO 1023的A为“—4”；将PMC中的保持继电器K8.2设为“1”；后将原驱动模块的接口封锁处理。到现场初步检查后认为已做到，但报警仍然未清除。分析认为原因出在封锁未生效，拆开所使用连接器发现里面未短接，型号有误。后使用型号为HRIOS F140-2015的PCR-EV20MDT的连接器，并将其9 和10（即*DRDYn 和*MCONn）短接封锁后，机床报警清除，满足了工作需求。原因出在工作人员把连接器使用错。
（C）一进口五坐标加工中心，采用AB10数控系统。自动刀库不能正常换刀，刀盘转到正确刀位后来回旋转，未正常判别刀位。该刀库记数方式采用8421 代码，使用5个感应器判别，即感应头对应金属刀盘上有孔为“0”，为“1”。调查情况时得知，近期机修人员拆卸过刀库，但拆卸时是整体移出，排除上、下刀盘位置异位，手动方式单步旋转正常。据控制原理分析认为是数刀不正确，应检查5个感应信号状态正常与否（感应器淡绿色指示灯亮表示电源送到，黄色指示灯亮表示感应状态为1）。手动方式下旋转刀盘一周，仔细观察发现3号感应器一直保持同一状态。到此，判断要么是感应头上有脏物或铁屑，要么感应器已损坏。将手指伸进孔中触摸发现上面有铁屑，清除后，信号状态恢复，执行自动换刀正常。
2 连接器件故障
连接器件主要指导线和连接器。这类故障主要表现在" 个方面：一是导线破损、断裂；二是线间出现短路或干扰；三是接头处或接口连接不良；四是错接或误插。连接器件作为设备的信息通道，在支持设备的运行中具有举足轻重的作用。据我们维护中不完全统计，机床故障的近三成是该方面所致。加工环境及条件是该方面的直接原因，也有一部分归属于使用时间过长而老化、腐蚀的缘故。
如：一台宁江THM6350卧式加工中心，配置FANUC 0i-M数控系统。在交换工作台时，按下“手
动/自动启动”按钮后，托板（内工作台）升起，而托板架未上升，始终保持此状态，无法实现工作台的交换。该托板架的升降由液压系统控制。检查液压压力正常，查看控制托板架上升的电磁阀发现未执行。该电磁阀由继电器KA13的常开触点控制，而继电器KA13的线圈由PMC输出点Y1004.1直接供给24V电源。通过PMC状态显示功能检查Y1004.1的状态，执行前后始终为“0”，即未给出信号。分析认为，某一输入条件未得到满足使机床处于等待状态。决定从Y1004.1入手，利用PLC梯形图动态显示功能来诊断故障。涉及的主要梯形图如图$ 所示。在手动方式下，正常交换工作台导通路径如图中箭头方向，即要满足R68.3、R62.0 和Y1003.5导通。从梯形图可以看出，R68.3导通条件是R68.2和R62.0导通，R62.0又由外部信号来控制。动态观察发现X1004.5通，X1006.3未变化。经查X1006.3为托板（工作台）上升到位信号。用金属尺靠近感应头发现信号无变化，以为是感应器本身损坏。更换后发现故障依旧。校线时发现24V导线已断路。拆开护板后发现因油质腐蚀该导线一接头已断路，重新接好后。机床恢复正常。
连接器件作为控制元件之间的信息传递通道，和生活中的通道一样，必须经常进行疏通，以防止通道堵塞、断流、分支和交叉等异常情况发生。我们应高度重视机床连接器件的日常护理工作，保持机床各部位干净整洁，确保线路连接及走向的严谨合理，发现问题，及时处理，对不合理和有后患的地方应及时进行优化性改进，以提高使用的可靠性。
3 执行元件故障
这里所说的执行元件包括：电动机、继电器、接触器、电磁阀等。相对来说，这部分元器件是打开控制柜能直观见到的。出现此类故障后，应注重排除的先后顺序。比如出现电动机过载，可能原因有电动机过热、有杂物堵塞、空开或接触器损坏、电动机损坏及加工条件过高等。此时脱开电动机线就可以分清是电动机侧还是强电柜侧有问题。有时，甚至通过目视、触摸、气味、声音等直观法就可以得出结论。
如：一台THK46100卧式加工中心，采用FANUC 0-mate数控系统。在自动方式加工过程中，出现“1019 RELAY OVERLOAD”报警。查阅外部报警信息表提示为空开跳闸。打开电气柜发现QF2空开已跳闸，以为是电压瞬间波动过大所致。重新合上空开后报警消除。试加工后，跳闸。经查，发现切削液电动机启动瞬间猛烈跳动，10S左右又跳闸。检查电动机已损坏，更换后，机床恢复正常。
4 各种参数、数据和程序故障
参数、数据和程序是数控设备运行必不可少的条件。其中，主要包括NC 机床参数、PMC参数、补偿参数、PLC程序、换刀程序、宏程序和加工程序等。此类故障主要表现为以下几方面：（1）系统参数丢失，导致系统混乱或某项功能丧失；（2）系统参数部分或个别发生了变化；（3）操作不当，出现数据写入错误；（4）有关程序被丢失、改动及编制不妥；（5）对参数或shujuxiugai过程中设置不当。一旦参数破坏严重，常常需要重装系统才能够恢复。
一台宁江THM6350卧式加工中心，采用FANUC 0i-M数控系统。在加工过程中，出现机床运动的实际尺寸与给定值不符，无报警信息。该机床在此故障前曾发生过在操作" 轴运动时数显变化而实际位置不动，检查发现" 轴皮带轮被拉断所致。更换皮带轮后对" 轴零点偏置（参数1850）进行了修正。刚试运行便发现了实际值与给定值不符的现象。此类故障通常有( 种可能原因：一是位置环问题，这其中包括如光栅尺、编码器及它们的连接电缆故障，也可能是伺服模块级的故障。二是涉及到数控参数问题，如进给单位（公制6 英制）、检测倍乘比参数的设置是否发生了变化。三是机械上存在一定的阻力或联接松动所致。以上述原因分析为依据，我们由易到难逐一进行了检查排除。经查，该故障是由于进给单位的参数设置由原来的公制变成了英制，即参数1001#0由“0”变成了“1”。将参数改回“0”后，机床恢复正常。
特别提到的是在加工中心的自动换刀过程中，执行到某一句突然中断，出现无资料提示的报警号且信息提示。这时，应仔细在系统中找到换刀程序（大型刀库的换刀程序同样分主程序和子程序，可采用查找功能找到故障段），读懂停顿语句的含义，分析逻辑关系，有效利用程序来诊断故障。确保换刀程序没有发生变化。
5 伺服系统故障
为了保证加工中心能达到较高的加工精度，必须具有性能优良、可靠性强、精度高的伺服系统来支持。随着数控事业日新月异的发展，伺服系统也得到了前所未有的进步。位置伺服的三环结构，充分利用了设备的潜力，高速及其准确的定位，使数控机床得到了广泛的应用。伺服系统已全面进入了交流伺服时代，模块化、集成化、开放化是其发展的趋势。给维护工作也带来了极大的方便，一旦出现故障后，为了赢得生产时间，可采用备件替换法使机床及时得到恢复。由于伺服系统的速度环和电流环的可靠性较高，通常，现场中伺服系统故障以位置环的故障率为高，因为如编码器、光栅尺、伺服电动机等机构受外部影响较大。
现代数控设备已具有强大的故障自诊断能力。伺服故障发生后，可以通过两种途径得到提示信息：一是驱动模块上的%89 或指示灯状态，二是根据":+ 上报警号和信息提示。在不确定情况下，可以通过交叉换位法、备板置换法来诊断。有条件的用户可以通过建立数控实验平台来诊断。另一方面，在判断伺服驱动故障时应特别留意以下部位：!保险有无损坏；"模块或电动机的风扇（或散热器）的运转情况，查看有无积尘和接触不良；#可以单独更换部分#"; 板（如轴卡）进行尝试，此项应根据资料上说明进行；$检查存储器的电池电量是否充足；%整流器件或可直接判断已损坏电子管是否损坏。发现上述故障完全可以自主修复。当然，还可以在企业库存的坏模块中进行组合性试利用。事实证明这样能为企业节省大量的维护成本。目前，由于大部分企业现场维修人员没有完备的参考资料和修理条件，对集成度高或难于判断的故障应送到专门的板级维修部门修复。规模大、损坏频率高的企业还可以采用参保方式来节约成本开销。
如：一进口TM1800五坐标加工中心，采用SIEMENS 840D 数控系统。在加工过程中车间突然断电，待重新启动机床后，机床出现以下报警：①300201轴A1驱动器访问时，错误2340；②300901轴A1驱动器停止信号B被触发；③21612通道1 轴（X、Y、Z、C）正在运动时VDI信号“调节使能”被复位；④600707 TURN-STOP C/S P2：SPINDLE DRIVE NOT READY。
从报警信息看出报警（1）和（2）与A轴有关，各轴模块损坏的可能性在实际故障中是相当小的。初步认为，系统检测到# 轴驱动模块有故障后，导致通道1 轴VDU信号的“调节使能”被复位，以及主轴驱动未准备好。查看300201报警解释原因有两点：“一是与一个或多个模块的电压掉电有关；二是硬件（包括ASICs总线和驱动模块）已经损坏。”为了防止接触不良的可能，决定关断机床电源，将各接口取下检查并重新插接。重新启动机床后发现起初四个报警已经消失，但出现新的报警内容为“300006 起码有一个模块（模块驱动号Y1）在驱动总线上没有发现。”在随后多次重新启动机床后始终出现300006号报警。初步认为" 轴驱动模块已有故障。为缩小范围，决定先确认" 向轴卡是否有损坏。将" 轴卡换到另一台正常的完全同型的加工中心上，启动机床，发现另一台机床重演300006号报警，判定A 轴轴卡有故障。其他部分还有无问题Y将完好的Y轴卡换到有故障的机床上，结果发现上述报警信息出现。A轴轴卡真的出现了问题？按照同样的替换法，结果证明% 轴卡确已损坏。购回备件更换后，机床恢复正常。在采用替换法时，应先将怀疑有故障部分换到正常设备和实验平台上测试，避免将完好部件先换上后有损坏的可能，造成不必要的经济损失。
6 数控系统及PLC故障
加工中心的报警信息通常分为CNC报警、PMC报警和主轴报警几类。数控系统及PLC常见故障主要有：系统处理混乱而进入死循环状态；系统不能通过自检；出现RAM、ROM奇偶校验错误；数据总线ID错误；电压或电流异常等。在硬件上也可能出现某个PCB烧坏、不良，PLC的部分I/O块故障。一般来说，这类故障在现场故障中所占比例相当小，其可靠性较其它部分要高。
加强保护措施是延长控制系统寿命根本的办法，比如提高车间电源质量，保持良好的加工环境条件；防止积尘并定期清除。以完善维护和保养制度为根本，减少机床停机率，有效地提高生产率。
本文介绍了一种BOPP薄膜生产线的CC-bbbb现场总线集散控制系统，系统采用三菱Q02CPUPLC，直流传动采用590系列直流调速器，多种检测信号通过分布式I/O组件AJ65SBTB1-16D、FX2N-32CCL等，经由CC-bbbb传送至PLC。文中简要介绍了BOPP薄膜生产过程及CC-bbbb结构特点，由于该生产线连续作业，设备分布较分散约80米，控制过程较为复杂，整个集散控制系统在功能上由4个相对独立的子系统组成，即速度链传动控制系统、温控系统、测厚系统及辅助控制系统。实际应用表明该系统简洁、可靠，实时性强，为今后的应用提供了有力实证。
关键词现场总线；CC-bbbb；集散控制；BOPP；PLC；工控机；单片机
中图分类号TP273，TP391 文献标识码：A
1 引言
BOPP是BiaxialOriented PolyPropylene（双向拉伸聚丙烯）的缩写，BOPP薄膜具有拉伸强度大，透明度高，保鲜性好、光泽明亮、彩印鲜艳、外观装饰华贵等优点，还具有很高的机械强度和附着力以及极好的化学性和良好的化学稳定性（与名种酸、碱、盐不发生化学反应），耐水耐热，是一种塑料包装材料，广泛应用于香烟、服装、食品、印刷品等、也可做粘胶带基及电容器的电介质。
BOPP薄膜生产线工作原理是：根据薄膜生产工艺要求，将挤出机及机头的各节筒体分别加热到不同的工作点，按配方通过料斗不断地注入料粒；熔融状的物料由机头挤出后，经过冷却辊冷却，形成窄而厚的薄膜厚片；薄膜厚片经过储片架整理后，被送入纵向拉伸区，根据工艺要求由慢速辊和快速辊进行2.5～5.0倍的纵向拉伸处理；横向拉伸区用于实现薄膜的第二次拉伸，即横向拉伸，该区域涉及薄膜的横拉分区加热控制、同步传动控制、破膜检测及其处理等问题，是实现有效成膜的关键之一；薄膜经过双向拉伸（即纵拉和横拉）后，被送入后处理区域进行后续工艺的处理，再经过上卷辊整理，由两台收卷辊轮换进行恒张力收卷，终形成成品膜。
BOPP薄膜生产线全长约80米，如图1所示，其中主要包括1：挤出机及机头系统；2：冷辊装置；3：前扫描测厚装置；4：储片架；5：纵向拉伸区域；6：横向拉伸区域；7：横拉辊装置；8：后处理区域；9：后扫描测厚装置；10：上卷辊装置；11：收卷区域。
为了提高控制系统的可靠性和自动化程度，便于系统功能的扩充，提出在原有生产设备的基础上采用CC-bbbb现场总线等技术对控制系统进行改造。建立起由PLC、分布式控制模块、工控机、单片机及智能仪表组成的集散控制系统，以实现对生产线的集散控制、工艺曲线的实时显示、关键参数的存储等，便于生产管理和提高产品质量。
2集散控制系统结构设计
2.1CC-bbbb开放式现场总线
CC-bbbb是Control& Communicationbbbb（控制与通信链路系统）的简称，是三菱电机于1996年推出的开放式现场总线，其数据容量大，通信速度可多级选择，高达10Mbps。它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围[1]。CC-bbbb是一个以设备层为主的网络，整个一层网络可由一个主站和六十四个从站组成。网络中的主站由PLC担当，从站可以是远程I/O模块、特殊功能模块、带有CPU和PLC本地站、人机界面、变频器及各种测量仪表、阀门等现场仪表设备。采用第三方厂商生产的网关还可以实现从CC-bbbb到ASI总线的连接。
CC-bbbb的底层通信协议遵循RS485，一般情况下，CC-bbbb主要采用广播轮询的方式进行通信，CC-bbbb也支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬间通信[2]。具体方式为：主站将刷新数据RY/RWw发送到所有从站，轮询从站1；从站1对来自主站的轮询作出响应RX/RWr，并将该响应告知其它从站；主站轮询从站2（此时并不发送刷新数据），从站2给出响应，并将该响应告知其它从站；依次类推，不断循环，图2所示为广播轮询时的数据传输帧格式。除了广播轮询式的循环通讯方式外，CC-bbbb还提供主站、本地站及智能设备站之间的信息瞬时传送功能。信息从主站传递到从站，信息数据将以150字节为单位分割，并以150字节传递。若从从站传递到主站，每批信息数据大为34字节。瞬时传送需由专门指令来完成，但不会影响循环通讯的时间。
2.2集散控制系统结构
考虑到BOPP薄膜的生产工艺特点及其复杂性等因素，本文设计并构造的集散控制系统结构如图3所示。在该CC-bbbb现场总线网上，Q02CPU是主站，QJ61BT11作为接口
模块。从站有两大类：一类是远程I/O站，由AJ65BTB2-16R和AJ65SBTB1-16D远程I/O模块组成，共8个模块，每个模块占用1个逻辑从站资源，主要用于实现对各直流调速电机的起停、切换、联锁、故障等控制和检测；另一类由FX2N-32CCL和A80BDE-J61BT13远程设备模块构成，共5个模块，考虑到所要传输的信息量较大，在这里每个模块被设计成占用4个逻辑从站资源，主要用于实现与FX2N-80MRPLC和工控机的连接[3]。整个CC-bbbb网络由一个主站和28个逻辑从站构成。
该集散控制系统除了应用CC-bbbb网络外，还采用了其它通讯网络方式对系统各局部区域进行控制，如RS-422、RS-485等。
前部传动控制用FX2N-80MRPLC（从站9#~12#）通过FX2N-485BD板卡，采用RS-422网络对挤出机、冷辊电机、慢速辊电机、快速辊电机和横拉辊电机共5台直流电机进行控制与检测；后部传动控制用FX2N-80MRPLC（从站17#~20#）采用相同的RS-422方式对后处理电机、上卷辊电机、收卷1电机和收卷2电机共4台直流电机进行控制与检测，它们共同实现对速度链传动控制子系统的控制。位于前操控台的FX2N-80MRPLC（从站13#~16#）和位于后操控台的FX2N-80MRPLC（从站21#~24#）分别通过其RS-422编程口与各自的单片机系统相连，用于实现调速电机的速度设定、速度显示、调速器内部状态监测等。
工控机IPC1（从站25#~28#）采用RS-485通讯网络，通过CD901智能仪表对整个温控子系统进行实时监测与控制，该温控子系统包括对挤出机、机头、纵向拉伸和横向拉伸共34个独立的加热区的温度控制。位于后操控台的FX2N-80MRPLC（从站21#~24#）还通过FX2N-485BD板卡，采用RS-485通讯方式与张力控制器LE-40MTB相连，用于实现对薄膜左、右张力的检测与恒张力收卷控制。
工控机IPC1还有一个重要的任务就是控制并驱动前扫描测厚装置，检测并显示薄膜厚片的厚度，以及显示传动子系统、温控子系统的关键工艺参数情况，便于工艺技术人员及时调整相关参数，保证产品质量。工控机IPC2主要用于控制、驱动后扫描测厚装置，检测并显示成品膜的厚度，产品的终公差分布情况在这里得到充分的体现。IPC1与IPC2被置于同一个电控柜中，由于距离相隔很近，采用RS-232C通讯方式将它们连接起来，进行数据共享。这两台工控机共同构成了薄膜测厚子系统。
2.3一个集散控制流程简例
图4所示是该集散控制系统对其中的后处理电机进行控制的过程，图中2、3、6、7、9表示CC-bbbb网络，1和8表示从站（21#~24#）通过其RS-422编程口与单片机进行数据交换，4和5表示从站（17#~20#）通过其485BD板卡与直流调速器进行RS-422数据通
讯。来自码盘的数值经1、2、3、4传输后，进入DC调速器6，作为后处理电机的速度设定值，该调速器与光码共同组成一个独立的转速闭环控制系统。后处理电机的实际转速值经5、6、7、8传输后，转换为当前的薄膜生产线的线速度，由LED显示出来，供操作人员使用，该线速度还经由9被传输至IPC1，供工艺技术人员集中使用。
3集散控制子系统设计
由于BOPP薄膜生产线的生产工艺复杂、生产设备及种类繁多、安装地点较为分散，该集散控制系统涉及多CPU类型（PLC、IPC、单片机）、多种通讯网络结构（CC-bbbb、RS-422、RS-485、RS-232C），它们共同组成一个有机的整体。本文设计的集散控制系统在控制功能上可以分为四类控制子系统：速度链传动控制系统、温控系统、测厚系统和辅助控制系统。
3.1速度链传动控制系统
3.1.1速度链传动
生产线的主传动系统由挤出机电机、冷辊电机、慢速辊电机、快速辊电机、横拉辊电机、后处理电机、上卷电机、收卷1电机和收卷2电机组成，它们分别由DC调速器1～调速器9来驱动，电机转速设定值由操控台上的码盘值间接给出。根据生产工艺的要求，除挤出机电机单独控制外，其余7台电机（注：收卷1和收卷2不使用）必须保持严格的同步速度，即要求按照特定的速度链进行增/减速，且本级电机的速度变化只能影响本级和后续各级，不允许改变前面各级电机的速度。
设码盘值M0~M6分别表示调速器2～调速器8的转速设定系数，N0～N6分别表示调速器2～调速器8的转速设定值的百分比。则速度链由下式表示：
其中Ki表示对应码盘值的基值常数。由式（1）易知，N0仅受自身码盘M0的控制，与其它码盘值无关。当任一码盘值Mi改变时，它只影响自身和其后的设定值Ni~N6，而不影响其前面的设定值N0～Ni-1。
3.1.2传动控制
主传动控制分为前部传动控制和后部传动控制两部分，它们独立构成自己的二级RS－422网络。前部传动控制由从站9#~12#PLC与调速器1～5组成，后部传动控制由从站17#~20# PLC与调速器6～9组成，其中，从站9#~12#PLC和从站17#~20#PLC既作为CC-bbbb网络的从站，又作为二级RS－422网络的主站。图5所示表示该二级网络的主站与单台调速器进行参数的读写通讯过程，与多台调速器进行读写控制时，是采用逐台通讯、轮换进行的，通讯波特率高为19200波特，实践表明完全满足系统的实时性要求。
图6所示表示快速辊在速度链传动控制过程中的转速控制方式。根据单机/联动选择开关可以实现快速辊的单个控制方式和速度链控制方式，图中的“码盘值”表示快速辊的速度可以由操控台上的码盘进行在线修改；“固定值1”表示穿片速度，此时快速辊与慢速辊的线速度相同；“固定值2”表示在薄膜生产过程中，若出现破膜信号，则快速辊及其后续主传动辊立即降至某一固定值，便于操作人员进行处理。
3.2温控系统
温控系统主要由工控机、34套CD901温控仪、RS－232C/RS－485转换器、功率模块等组成。工控机对温控系统的温度设定及实时温度监测是采用RS－485通讯方式实现的，图7所示为温控系统的通讯控制过程。系统采用ASCII码传输模式，可以对设备地址、波特率、数据位和校验位等进行设定。本系统采用9600bps、1位起始位、8位数据位、无奇偶校验、1位停止位，ID地址范围为1～34。工控机发送EOT（04H）进行数据初始化，发送数据，表1表示工控机查询参数的数据格式。温控仪接收到数据后，便发出相应的响应数据，表2表示温控仪响应工控机查询过程的数据格式。表3表示工控机参数写入过程的数据格式，当温控仪接收到正确的参数写入命令后，则发出ACK（06H）响应信号；当接收到不正确的指令数据时，则发出NAK（15H）信号。其中Deviceaddress为温控仪的ID地址，STX（02H）表示开始控制字符，Identifier为操作符，DATA表示操作数据，ETX（03H）为数据结束字符，BCC为校验码（异或和）。
温度的设定与监测都要由工控机向温控仪发送数据，每批数据的发送均要占用一定的系统时间（约3ms）。由于CD901的通讯为应答式方式，不能只是不断地向温控仪发送数据，而应采取分时方式进行处理。为确保通讯过程的正常进行，用10ms的时间发送一帧数据，若通讯失败就重复发送，重复次数超过3次则认为通讯故障并报警。若发送成功，此时还不能立即发送第二帧数据，要等温控仪返回正确的通讯数据才可以继续发送新数据。工控机发送的数据指令含有ID地址，当数据发送成功后，只有符合指定ID地址的温控仪才会返回正确的应答数据，这样就可以根据工控机发送的ID号来鉴别是哪个温控仪返回的数据了。由于该RS－485通讯的波特率设置为9600bps，而温控系统惯性大，温度变化较慢，实际应用证明完全满足工程要求。
考虑到温度设定过程的随机性特点，在本系统中建立了一个监控线程来专门监测设定温度值的变化情况，一旦设定值发生变化就将温度监测线程挂起，发送新的温度设定值，设定成功后继续恢复对实时温度值的监测。这样利用MFC自带的多线程功能，充分利用了bbbbbbs的多任务处理功能。多串口数据的接收也采用线程的方法，建立一个线程来监视串口是否有新的数据，一旦有新数据则将其保存，并继续监测串口。
3.3测厚系统
BOPP薄膜测厚系统由两个独立部分组成，一个是前扫描测厚系统，用于测量薄膜厚片的厚度；另一个是后扫描测厚系统，用于测量成品膜的厚度。它们分别由IPC1和IPC2工控机进行测控，它们地处生产线不同位置，且相对独立，但测量原理、基本功能及结构大致相似。均由V型扫描架、扫描驱动装置、控制器及扫描传感器等组成，在扫描架上装有自动/手动、扫描、退出、样品、参考等触点开关和方式、状态指示灯等，还配有电机用来驱动扫描传感器的往复运动等。
测厚系统软件采用VC编写，以充分利用其图形和对硬件接口的直接操作功能，软件系统分为系统管理模块和扫描工作模块两部分。系统管理模块主要用于系统参数的修改、显示测量曲线、复制图表、在线打印工作参数及控制扫描架工作状态等。扫描工作模块受系统管理模块控制，主要具有4种工作方式：扫描工作方式、退出扫描方式、参考工作方式和样品工作方式。图8所示为后扫描工作模块程序流程图。
扫描工作方式是4种工作方式的核心部分，用于完成对测量系统的控制、数据采集及后续处理等功能。退出扫描方式用于当出现破膜现象时，系统自动退出当前对薄膜的扫描测量过程，为进入其它工作方式作准备。参考工作方式用于检查传感器的稳定性，此时系统自动进行背景计数、空气计数和旗计数，并自动计算出旗空比，若旗空比为0.75，则表明传感器的工作是稳定的。样品工作方式用于进行样品试验，由于生产原料的差异性，会造成薄膜测厚的基准的变化，当改变原料时，通过对新样品的试验，获得对新基准的修正参数，校正测量值以提高测量的准确性。
3.4辅助控制系统
辅助控制系统主要包括对储片架升降、换卷系统、罗茨风机、排风风机、跟紧辊、自动注油系统、恒张力收卷等的控制。图9所示是双收卷辊在自动换卷方式下的状态转移图[4]。
4 结束语
本文所述集散控制系统已于2002年11月成功应用于常州市绝缘材料总厂BOPP薄膜生产线上，至今生产线运行可靠，控制性能良好。实践还表明该系统可扩展性好，适应性强，明显缩短了系统的研制周期，节省了大量控制线缆。本系统的成功应用为今后的类似使用提供了有力实证。