西门子6ES7231-0HC22-0XA8产品型号
20世纪60年代末，为了改变由成千上万个继电器经硬线连接构成的传统装置，美国数字设备公司（DEC）于1969年研制成功一台可编程序控制器（以下简称PLC）。经过20多年的不断发展，现在已形成了完整的工业控制产品系列，其功能从初仅有计时、计数及逻辑运算等简单功能发展到目前的具有接近计算机的强有力的软硬件数据处理功能和联网通信功能，在I/O点数、内存容量、系列化、通信化、通用化方面都有了明显的进步，特别引人注目的是新推出的PLC产品都大大增强了通信功能，采用了网络技术，使多台PLC并网工作，tigao了整体性能。
从控制功能上看，PLC可替代继电器控制电路的一切功能，具有浮点运算、数据传送和比较、文件传送、诊断、逻辑判断、中断控制、通信、人机对话等功能，在使用方便性和系统可靠性方面则具有继电器电路无与伦比的优越性。目前，PLC产品已成为控制领域中常见、重要的装置之一。它代表了当前电子程控技术的发展潮流，其应用已渗透到国民经济的各个领域，发挥了日益明显的作用，受到越来越高的重视。据调查结果表明，约80%的工业单位可采用PLC作为控制装置，可见其在工业各个领域中的应用前景之广泛。
金隆铜业有限公司是率先在国内铜冶炼企业采用可编程序控制器用于主体生产工艺过程控制的企业，其成果和经验随后也得到了国内其他冶铜企业的肯定和效仿，该项目也获得了当时的国家有色工业局授予的科技进步一等奖。金隆铜业有限公司采用的是在国际市场占有率较高，度也较高的美国Rockwell公司生产的PLC-5系列大型可编程序控制器。全套系统的成套和软件的编制调试则由上海自动化仪表研究所、南昌有色金属设计研究院、铜陵有色设计院和金隆铜业有限公司自动化室共同承担，这几家单位都有着雄厚的技术力量和多年从事自动化项目设计、成套的经验，系统自投用以来在生产和管理中都收到了显著的成效。
系统概述
1.系统配置
金隆的可编程序控制器系统主要包括：三台转炉、转炉公用设备及铸渣机PLC控制系统；两台阳极精炼炉PLC控制系统以及电解车间及电解液净化部分的PLC控制系统。
以上三个系统共分为九个PLC控制站，这九个PLC控制站全部选用PLC-5/40可编程序控制器作为主机。
2. PLC-5/40介绍
PLC-5/40是Rockwell公司PLC家族中应用广、功能强、性能价格比理想的机种之一。它具有速度快、内存大、指令系统丰富等特点，并可配置成主机和网络冗余的控制系统。
3. 软件介绍
软件包括通信软件WinLinx、监控软件WinView和编程WinLogic5。
●WinLinx是以bbbbbbs为基础的、用于与PLC进行通信的软件。WinLinx既是一个驱动程序又是一个DDE服务程序。驱动程序是与PLC之间的通信接口，而DDE服务则提供了与bbbbbbs其他应用程序的数据交换手段。
●WinView是一个用于数据采集、监控和信息管理的工业监控软件包，是个人微机上的实时、多任务、多窗口的、功能强大的、模块化的、彩色图形组态软件。它可以根据现场数据的变化而形成动态画面。
●WinLogic5是用于对可编程序控制器进行编程和文本处理、功能强大的软件包。它提供了对ROCKWELL公司的PLC-5可编程序控制器进行在线和离线编程、I/O组态、报告、诊断、注射和监控、强制等功能。它具有非常友善的人机界面，全部功能均可以用鼠标进行简单的操作。
具体应用
1.在阳极精炼炉的应用
金隆公司共有两台阳极精炼炉，其操作控制水平的好坏直接关系到阳极铜的质量乃至影响到电解铜的质量，阳极精炼炉共用了四个PLC-5/40处理器，两主两从，互为热备，分别控制两台阳极精炼炉的倾转系统、附属设备和所有的调节回路。还担负着接受行车无线传输称重数据的任务。
两台行车上的行车秤的称重实时数据也是由阳极精炼炉PLC进行接受并进行数据转换处理和显示的。大部分实时信号的累计值、历史趋势和报警画面也都由PLC完成。由于在阳极精炼炉使用了PLC，使得大量的继电器控制柜和二次仪表得以取消，不仅节省了空间，也使得故障率大为减少，tigao了系统的可靠性，并且回路修改极为方便，减少了二次投资。
2.在转炉的应用
转炉工段包括三台转炉本体、三套残极加料系统、一套溶剂运输系统、环境集烟以及电收尘四大部分。有八个PLC组成四套热备控制系统进行控制，每台转炉本体和对应的残极加料系统由一套PLC进行控制，溶剂运输、环境集烟以及电收尘由一套PLC进行控制。
投产以后，根据生产情况和工艺要求，我们对转炉的事故倾转回路进行了改造，将事故倾转由直流倾转改为交流倾转，仅当交流失压时才由直流倾转，增加了系统的可靠性。还增设了富氧调节回路和纯水槽自动补水调节回路。由有色机械总厂生产的铸渣机也是用PLC进行控制的。由于采用了PLC进行控制，使转炉的劳动强度大为减轻，监控更为方便，维护更为简单。
3.在电解、净液的应用
电解、净液共用了三台PLC，一台用于对电解工段的电器设备以及过程工艺参数进行检测和控制，一台用于对净液工段的电器设备以及过程工艺参数进行检测和控制，一台用作与上位一台以太网的网络通信接口。
PLC主要对一些给液泵、循环泵、泥浆泵等一些泵的启、停进行联锁控制和监视，对风机的运行情况进行监控，对短路器进行监控。
由于采用了PLC，取消了大量的二次仪表，所有的仪表指示值都可以在监控站的屏幕上显示，统计报表、历史趋势曲线都可以很方便地打印出来。参数的修改和设备的操作都可以用鼠标在屏幕上完成。
网络化方案及其实现
PLC-5处理器不仅具有非常强的控制功能，还具有非常强的通信能力。它不但适用于各种控制应用环境中，特别适用于计算机集成生产系统（CIMS）的生产方式，与计算机等来形成一个高度全面化的分布式多级控制系统。生产的过程十分复杂，实现生产过程的全面高度自动化比较困难，由于市场需求和技术发展的更新速度日益加快，以往传统的、相对稳定的生产过程也变得越来越不适应要求，这就对自动化生产的方式提出了一个动态的开放要求。管理和控制一体化成为现代化企业越来越迫切的需要，而在此过程中，网络化的实现又成为一个关键的环节。
金隆公司的生产管理网络就是这样一个集控制和管理于一体的厂级分布式控制系统，网络构成如下图所示。
1. PLC与管理网的联接
由网络图可以看出，全厂的PLC共构成两条数据高速通道（DH+）链，一条是电解、净液的PLC通过ROCKWELL公司的以太网接口模块5/20E与以太网相连，一条是阳极精炼炉、转炉的PLC通过DCS与上位以太网相连。采用这种联结方案主要是受各PLC物理位置的限制。PLC的实时数据传到以太网后，由美国DEC公司的阿尔法小型计算机接受并转换成个人电脑可以识别的数据信号后，再发往各管理终端。这样，各管理终端通过相应的软件就可以随时调出工艺流程画面和实时工艺参数，管理者就可以随时了解到现场工艺情况和各类数据报表，从而为管理带来极大的便利。
2. DH+网
DH+是一个公共总线形成的对等的工业局域网，其网上的每个节点无主次之分，网络的存取方式为令牌传递方式，传输介质为屏蔽双绞线，大传输距离为3044m，通信波特率为57.6K（57.6K位/s=1字节/0.14ms）,大节点数为64个。
屏蔽双绞线相对比较便宜，并有比较好的抗噪性，能保证传输信号不失真，不失为一种理想的传输介质。令牌传递方式可以消除那些试图获得网络访问权的PLC站点之间的竞争，哪个站点得到令牌，它就成为主站，从而有权向其他站点发送信息，用完相应的时间片后，即将令牌传递到下一个站点，这样可以避免因某个站点故障而影响到整个网络。每个PLC-5/40处理器有四个通信口，可用软件设置成远程I/O通信链与输入输出机架相连或设置成DH+网络通信口。在转炉调试时，由于各站点之间需要传递的数据量太大，引起监控站屏幕频繁出现网络超时报警信息，我们就用处理器空闲的通信口，专门设置了一条DH+通信链，专门用于处理器之间的数据传递，解决了网络拥挤的问题。
由于DH+网络优越的网络性能，使得数据在站点之间传递变得极为便利，行车称重数据本来发往阳极精炼炉，可是因为有了DH+网络，在转炉也可以看到这些数据。转炉的作业方式是交替作业，加上很多设备是三台转炉共用，需要相互传递的信息量非常大，因为有了DH+网络，一切问题迎刃而解。
调试中遇到的难点及解决办法
投产前，网络安装测试好之后，开始进行系统的总调试，发现由于三台转炉的很多辅助设备是共用的，各PLC之间需通过网络交换的数据量特别大，引起网络繁忙，网络超时报警频频出现，影响调试和正常操作。起初试图通过增大监控站的内存、扩大缓冲区、精简操作画面等方法解决这个问题，但效果均不理想。后来想到利用处理器的其他空闲的通信口，专门开设一条网络转炉的四个PLC之间传递数据用，结果十分令人满意，很好地解决了这个问题。
投产后的增设及改进项目
由于工艺状况和设备状况的要求，投产后在转炉进行了一系列的改造和增设项目，主要包括以下几个方面。
1.转炉事故倾转的改造
在原设计中，转炉的事故倾转是蓄电池带动直流电机驱动的，由于蓄电池只能供电10min，而充电时间需10多个小时，且有倾转速度慢、性能欠可靠等缺点，容易引起堵风眼事故。针对这种情况，我们在软件上进行了修改，使得只有交流失压时，才由直流电机驱动转炉移动，在其他条件下，均由交流电机带动炉子做事故倾转，大大减少了事故的发生，具有很好的效果。
2、增设富氧改造调节回路
投产一段时间后，为了增加固破和冷铜的处理量，根据工艺要求，我们在转炉增加了富氧锤炼自动调节回路。回路投用后，操作人员只要在操作画面上设定所需的用氧浓度，调节回炉即可根据送风liuliang和设定氧浓自动调节氧气的liuliang，操作十分方便。至今，使用效果一直很好。
3. 增加纯水槽自动补水回路
纯水槽的水是用于转炉冷却水套的，一旦断水，就会对设备造成损坏。未改造之前转炉纯水槽补水需用电话与纯水站联系，这就要求操作人员经常监视纯水槽的水位，很不方便，改造之后，低水位自动补水，高水位自动停水，且有高、低水位报警，既方便又安全，得到操作人员的好评。
4.增加报警点和历史趋势记录
转炉投产后，我们在转炉增加了PLC系统不间断电源（UPS）掉电报警、烟罩断流报警、纯水槽水位报警等，tigao了生产的安全性。增加了排风机转速和输出给定值的历史趋势记录，给设备监护和故障判断分析提供了依据。
可编程序控制器因其可靠的性能、zhuoyue的控制功能和强大的通信功能在金隆公司的生产和管理中发挥了很大的作用，创造了一定的经济效益。随着其性能价格比的tigao，相信会在工业企业中得到更加广泛的应用。
可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心的用于逻辑控制的专用计算机，它照顾到现场电气操作和维护人员的技能习惯，以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，用户不一定掌握多少计算机知识，根据PLC说明书的提示，就可以按照继电器梯形图和逻辑代数式来直接编程。它具有继电器电路的直观性，方便易学，编程调试都很容易，破除了人们对“电脑”有神秘感的心理障碍，PLC技术又充分利用了微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，它可以自由地使用由计算机软件构成的内部继电器，计时器，计数器等逻辑功能，对输入信号和内部各继电器，计时器，计数器的接点可多次调用，使编程更加灵活，它不因被控对象的程序改变而过多地更改硬件和联线，往往只需修改用户程序，即可满足新的工艺要求，这是继电器和顺序控制器构成的控制装置所无法比拟的。在使用寿命方面，PLC也远远超过继电器-接触器控制系统。使控制系统更加安全可靠，减少了因故障造成的停机时间，降低了维护费用，tigao生产效率。现在自动模切机上对可编程控制器的应用，证明了PLC技术必将在各行各业被广泛应用。
唐山玉印印刷机械有限公司的主导产品自动模切压痕机，原采用继电器-接触器控制系统，由于该机自动化程度要求很高，电器元件很多，使得原系统庞杂，接线不便，安装困难，可维护性较差，各种因素综合作用，原机控制系统不太可靠，调试也相当困难。由于控制技术落后，使得整机档次低，竞争能力不强，只能靠低售价（），1989年8月始，经与日本太阳公司合作，对其控制系统进行根本的改造，应用了PLC技术，使自动模切压痕机面貌焕然一新，大大tigao了可靠性和自动化程度，消化吸收后，很快在系列机型（MY680A，MY720，MY920A，MY1020，TYM1020）上遍地开花，结出累累硕果。为了便于介绍PLC在自动模切机上的应用，先将自动模切机对电气控制系统的要求简单介绍一下：
该机要求具有自动给纸，自动模切，自动收纸，自动计数，故障停车报警，以及各种安全保护等功能，现分析如下：
（1）自动给纸：操作者将待加工的纸板码好堆放在给纸台上，通过飞达吸嘴将纸板一张一张地送到输纸板上，一张压一张地随传送带前进。随着纸张不断送出，纸堆高度逐渐降低，当低到某一高度时，通过自动升纸机构使一接近开关动作，使电机带动给纸台升高，继续给纸，如此循环不断，直至将纸板全部送出，从而实现自动给纸。本部分还要求能手动上升，下降给纸台。
（2）自动模切：输纸传送带上的纸板到达模切部后，必须经前挡规，侧拉规给纸板定位，并且电气检测无误后，由叼纸牙排上的叼纸牙将纸板带到模切版下，通过曲轴四联杆机构，带动下平台合压后加工完成，再由主链条带动牙排将加工后的纸板带到收纸台部位。
（3）自动收纸：加工后的纸板到达后，通过开牙机构将叼纸牙打开，纸板落在收纸台上，随着不断收纸，收纸台上纸堆高度不断增加，使得对射光电开关遮光动作，收纸台自动下降一段距离，光电开关复位，如此循环不断，实现自动收纸。
（4）自动计数：纸板被牙排带出模切部分后通过反射式光电开关检测，再与调时光电开关配合，实现有纸时计数，无纸时不计数。还可设有预置计数器，到达预置数时，发出信号，在纸堆中插入纸条，以便后来按预置数包装半成品。
（5）故障停车报警及安全保护设置：该机设有给纸超高，双张，纸张歪斜，不到位，积纸，纸落，前后锁版，前后窗，平台抽出，收纸异常，左右链，油压异常等各种保护安全开关。这些开关中的任何一个发生故障均要求立即停车，每个开关动作后，在面板的模拟板上都有相应的红色二极管发出报警指示，便于操作者排除故障，缩短故障停机时间。另有其它诸多功能，限于篇幅，在此不作介绍。以上诸多功能，在未用PLC以前大部分均已实现，但就是不可靠，出了故障，维修困难。
根据自动模切机对电气控制系统的要求，分别计算PLC需要的输入点和输出点，并据此给PLC控制系统选择配置硬件。经过计算选定富士NB系列主机和扩展作为该机的控制配置，又考虑到本机应用的有源传感元件较多，PLC自身24V容量有限，又配置了直流稳压电源（3A，24V）。系统配置完成后，即着手编制PLC程序，由于该机程序较长，在此只将其中突出反映PLC应用特点的部分程序段列出如下：
1．复位控制程序：该机大量应用转换开关，即不能自动复位的旋钮开关，没有失电保护，如停电时开关在“ON”位置，送电后执行机构马上动作，这种非人为控制动作，极易造成设备和人身事故。经仔细阅读PLC说明书后，发现其专用继电器M8011有此特点，亦称“复位标志”，有如下程序，应用后效果较好。
程序示意图1
程序中：
X000为主电机启动 X001为油泵启动 X006为模切纸张 X00D为收纸上升
X00E为收纸下降 X012为给纸上升 X013为给纸台下降
以上送电前任一个开关接通都使M0001闭合，M0001的常闭点串在各接触器回路中都不能动作，只有将各开关全部放在“OFF”位置，才可操作机械。
2.气泵控制别具一格：气泵是模切机传送纸张的重要部件，一般的做法是用一个启动控制按钮，一个停止按钮来控制，但由于按钮太多，增加成本不说，控制面板位置也有限，不好安排。这种情况下，编出如下程序解决了问题。重要的是没有多用一个元件，只用软件实现了功能要求。它的特点是按下启动按钮，气泵启动，再按一下这个按钮，气泵电机停止。如果不用PLC，实现此功能较困难。
X015为气泵按钮M0010为前沿微分 X051为给纸超高
X018为气泵热保护 X064为气泵调时开关 Y072为气泵输出
工艺要求，按下气泵按钮后，只有当吸嘴靠近纸面时才能供气。
程序示意图2
实践证明，上述气泵控制控制程序是成功的。
3.纸落停车（程序3）：自动模切压痕机因模切压力大，速度高，经常出现散版，散活等现象，一旦加工后的活不能完整地取出来，将会出现大量废品，造成浪费。对设备，模切版都有百害而无一利，多年来一直在探讨解决办法，使用PLC后，这个问题就不难解决了。程序如下：
程序示意图3
X002为电铃
X066为前规调时，此时为纸张到位检测时刻
X067为计数调时，此时为计数检测纸张时刻
X055为空车开关，兼纸张进入
X060为计数反射光点开关，兼纸张输出
M8017为秒脉冲信号，（通1秒，断1秒）
通过以上程序不但可检测出纸落现象，还可判断计数光电开关正常工作与否，如工作不正常，则发光二极管（Y02D输出）闪