6ES7214-1BD23-0XB8详细解读
1系统结构
辽化鞍山炼油厂催化主风机组(以下简称“鞍炼机组”)选用GE Fanuc公司的90-30PLC，设计上主要保证系统处理时间块、安全性高及低成本(图1)。
PLC主机及I/O站组成本系统的基本控制层。PLC主机采用的是5槽底版，其上的卡件分别为一块PWR卡，一块CPU卡，两块GBC卡，一块ETH卡及一块空卡。用户通过编程器，使用其强大的内部控制指令来实现逻辑控制。I/O站采用的是VersaMax，本套系统总共挂接了5组VersaMax，每组VersaMax由一个网络接口单元(NIU)及多8个现场I/O模块构成。
上位控制层采用的是两台性能优良的ADVANCE工控机，其主要任务是控制和管理，并通过数据通讯对PLC进行监视与控制，进入PLC的信号通过以太网可在工控机上显示。
2系统特点和组态
两组PLC控制器互为冗余，双机热备软件MaxON负责管理两PLC之间的主、备切换以及数据的交换。正常情况下，主PLC控制器完成系统操作，一旦主PLC控制器失效，则备用PLC将立刻接管对整个系统的控制。主、备控制器的确定可以人为指定(％M1020)，也可以由系统根据情况确定。
PLC与VersaMax进行通讯的Genius总线采用冗余结构。正常情况下，系统从Genius A总线获取数据，检测Genius B总线的状态，一旦系统检测到Genius A总线故障，则会对Genius B总线存取数据，从而保证了系统的安全运行。
GBC模块可以自动报警及某些PLC故障。在一个总线扫描周期，只有一条诊断信息发送，设备保存其余的诊断信息直到下一个可获得的总线扫描周期。GBC保存其接收到的任何诊断信息，该信息被CPU自动读取，并在Versapro软件的PLC故障表中显示。
CPU的扫描既可以尽可能快的进行也可以被分配一个恒定的时间段。不管是否使用恒定的扫描时间，CPU的扫描总是从执行逻辑程序及变更I/O开始，其余的时间用于通讯及后台任务。
GE90-30系列PLC有两种冗余方式，本套系统采用的是HBR冗余中的“Hot Standby(热备)”模式。
Maxon主要用于完成冗余系统(PLCA，PLCB)之间用户数据范围的定义、冗余变量的定义及冗余软件与VersaPro之间的结合。由于Maxon1.5与VersaPro2.02之间的版本兼容性问题，要求编程器系统平台为英文操作系统。
VersaPro的组态包括PLC硬件配置的组态及逻辑组态两部分，由编程器执行逻辑及配置信息的下装。
I/O系统的硬件配置由编程器来完成。通过编程器可设置NIU在Genius总线上的地址，所挂I/O模件的类型，每个通道的信号形式、范围与通讯有关参数的设置等。通过专用接口线缆将编程器的COM口和每个I/O站的NIU接口连接，并将相应组态文件下装。
PLC硬件组态包括CPU的组态、GBC(2个)的组态及以太网卡的组态。
本系统所选用的CPU为IC693CPU364，在CPU的组态过程中，需要注意的问题为：(1)对于双机热备的控制系统，在CPU的组态中，主PLC CPU的Chksum Wrds必须被设置为11，备PLC CPU的Chksum Wrds必须被设置为12，对于单片机系统该值为8。(2)SWEEP MODE通常设置为“NORMAL”。
本系统所选用的以太网卡为IC693CMM321，在以太网卡的组态过程中需设置的内容为：(1)IP Address(IP地址)：用于标识TCP/IP主机的唯一32位地址。(2)Subnet MASK(子网掩码)：辨别某IP地址是在本地网络还是在远程网络。
本系统所选用的GBC卡为IC693BEM331，在GBC的组态过程中，需要注意的内容为：(1)PLCA中的两炔GBC的SBA均为31，PLCB中的两块GBC的SBA均为30。(2)对于冗余系统，GBC中bbbbb Def选项必须为OFF，Out at atart选项必须为DISABLE。
本系统的上位控制层采用的是美国GE Fanuc公司推出的能够提供企业级解决方案的人机界面和数据采集与监督控制软件CIMPLICITY HMI6.0。
3软件编程
PLC接收的现场输入模拟信号在CPU中是以0～32000的数值形式表示的，由于各被测参数的测量范围不同，使相同的信号输入，代表的实际工业值却不同，大大降低了程序的可读性，给报警的测定运算带来不便，我们对输入信号进行了相应的转换，利用VersaPro软件提供的乘、除运算模块先计算出相应的工程单位值，再进行数值比较，具体公式如下：
(PV*量程/32000)=工程单位值
其中PV代表以0～32000表示的现场输入信号值。
在VersaPro中提供了PID模块，“鞍炼机组”工程中有10个PID控制回路。下面以“主风机润滑油压力控制回路—1412”为例来介绍此模块的用法：
(1)PID ISA模块（图2）
PID ISA模块从％R4201开始到％R4240，共占用了40个％R寄存器，其中第14个即％R4214就是PID模块的输出“CV”。在PID ISA模块中填上相应的“测量值PV”、“给定值SP”、“手/自动切换开关量MAN”等参数地址，就构成了一个完整的PID控制模块。由于是在上位机HNI中用脚本来控制手动情况下PID的输出，“UP”、“DN”参数可以只定义地址，但不使用。
(2)无扰动切换的实现
在闭环控制回路中，当进行手/自动切换时要求输出无扰动。实现的办法是在手动状态下，“给定值SP”始终跟踪“测量值PV”的变化，只有这样才能实现从手动到自动状态时输出无扰动。
一、引言
隧道窑是一种连续式窑炉，由预热区、高温区、急冷区和缓冷区组成，主要用于建筑陶瓷、日用陶瓷等烧制。隧道窑的控制涉及传动控制，温度、压力的检测、控制以及其它控制。我们采用科威EASY系列PLC开发出的高可靠性、高性价比的隧道窑控制系统，已于2005年7月成功应用在湖北华窑集团中亚窑炉公司承建的越南某隧道窑中。下面介绍此窑的控制方案。
二、用户要求
1、温度控制区8组。
2、温度显示区10组。
3、热电偶：18支。 其中： K分度11支 S分度7支
4、风机选型
排烟风机： 15kw 一开一备 要星-三角启动。
助燃风机： 15kw 一开一备 要星-三角启动。
急冷风机： 11kw 一开一备 （变频）
抽热风机： 15kw 一开一备 要星-三角启动。
快冷风机： 7.5kw 一开一备 直接启动。
轴流风机： 0.18kw 8台 直接启动
5、安全连锁。
开关量互锁：必须是硬件互锁和软件互锁。在设计时落实工艺互锁要求。
6、使用人机界面控制
现场设人机界面，所有操作均可在人机界面上完成；面板按钮与人机界面按钮互为备份。（集中分散型控制）
7、关控制信息能传到计算机，计算机只作信息管理用，不参与控制。
计算机画面应含有：现场模拟图、温度实时曲线图、控制设定
曲线图、历史趋势曲线图、并完成报表打印功能。
三、解决方案
1、系统分析
1）温度采集部分
10支热电偶，K、S两种分度号。
2）温度控制部分
18点温度中，其中8点（设计时需指定）用来作温度控制用。
在这8点温度控制中，其中7点是控制执行器阀位值，改变燃料注入量，从而使温度稳定。一点是控制急冷变频器输出频率，改变急冷风机运行速度，从而调节急冷区温度。其它因素由人工调整（如助燃风、燃气压力等）。
每个控温点占用一路模拟量输出，急冷变频器占用一路模拟量
输出，执行器采取开度定位方式。
温度控制占用：
8路模拟量（输入、输出）。
3）相关风机部分
a、排烟风机控制
排烟风机一用一备，二者逻辑上互锁，电气控制采用两套独立的星-三角控制，每套占三个开关输出点（主、星、三角），占三个开关输入点（启动、停止、故障），排烟风机控制占用：
6点开关输入：（启动、停止、故障）*2。
6点开关输出：（主、星、三角）*2。
b、助燃风机控制
助燃风机一用一备，二者逻辑上互锁，电气控制采用两套独立的星-三角控制，每套占三个开关输出点（主、星、三角），占三个开关输入点（启动、停止、故障），排烟风机控制占用：
6点开关输入：（启动、停止、故障）*2。
6点开关输出：（主、星、三角）*2。
c、急冷风机控制
急冷风机快慢由变频器调整，通过PLC内部PID运算输出4-20mA标准信号，来控制变频器的输出频率。在人机界面上也可以实行手自动切换进行控制。急冷风机占用：
5点开关输入：急冷A启动、急冷B启动、急冷停止、急冷A故障、急冷B故障
2点开关输出：（运行控制）*2。
1点模拟输出：频率调节（手自动调节）。
d、抽热风机控制
抽热风机一用一备，二者逻辑上互锁，但电气控制采用两套独立的星-三角控制，每套占三个开关输出点（主、星、三角），占三个开关输入点（启动、停止、故障），抽热风机控制占用：
6点开关输入：（启动、停止、故障）*2。
6点开关输出：（主、星、三角）*2。
e、快冷风机控制
快冷风机一开一备，直接输出控制，占用：
6点开关量输入：（启动、停止、故障）*2。
2点开关量输出：（运行控制）*2。
f、轴流风机控制
轴流风机：0.18kw 8台，直接输出控制，占用：
3点开关量输入：启动、停止、故障。
1点开关量输出：运行控制。
g、安全连锁
开关量互锁：必须的硬件互锁和软件互锁。在设计时落实工艺互锁要求。
2、控制器件选型
据以上统计，有温度采集8点；开关量输入：49点； 模拟量输入：8点；开关量输出：34点； 模拟量输出：8点
故需选用：温度采集模块：CAN—AD1216 1台
温度控制：EASY—M0808R—A0404NB 2台
风机控制部分采用：Easy-M1608R 2台
另需做主站的PLC（Easy-M1608R）1台，用于控制拖车部分的PLC（Easy-M1608R）4台，显示控制的人机界面一台（10.4英寸，真彩色），用于监控的普通计算机一台。其他电器部分：变频器，开关电源，空气开关，接触器，继电器，按钮，指示灯，报警器，柜体等。
CAN-AD1216：
有16路温度输入有与CAN网连接的现场总线接口，可与各采集模块、Easy系列的PLC互连组成网络。
Easy-M0808R-A0404NB：
有8点开关量输入、8点开关量输出。有4路模拟量输入、4路模拟量输出。
有与CAN网连接的现场总线接口，可与各采集模块、PLC互连。
有与通用人机界面相连的RS0串口，便于现场监视和操作。
有与计算相连的RS1串口，便于计算机记录管理。
Easy-M2416R：
有24点开关量输入、16点开关量输出。
有与CAN网连接的现场总线接口，可与各采集模块、PLC互连。
有与通用人机界面相连的RS0串口，便于现场监视和操作。
有与计算相连的RS1串口，便于计算机记录管理。
每台块Easy-M1608R：
有16点开关量输入、8点开关量输出。
有与CAN网连接的现场总线接口，以便于各采集模块相连。
有与通用人机界面相连的RS0串口，便于现场监示和操作。
有与计算相连的RS1串口，便于计算机记录管理。
3、控制结构图
4、PLC接线示意图
1#从站接线示意图
2#从站接线示意图
3#从站接线示意图
注：其中主站与拖车部分（6#从站-9#从站）的PLC接线示意图略
四、系统控制的实现
1）所有的风机控制和电磁阀以及拖车都是由PLC的开关量控制。
下面是排烟风机A的星--三角控制程序的梯形图程序：
2）模拟量温度采集由一台AD1216采集。
3）所有的模拟量控制都由Easy-M0808R-A0404NB完成，温度由Easy-M0808R-A0404NB经过PID调节输出（4-20mA给执行器和变频器），控制执行器与变频器，从而控制窑炉的温度。
4）所有的控制设备组成一个网络，整个CAN总线网络互联由CANSET软件来实现,它是图形化界面的软件,设置起来十分简便。设置内容包括：网络设备总数、网络设备地址、网络通讯数据的内容、网络数据通讯速度等。它还能根据用户的需要，灵活设置每个设备的任务级别，以保证网络资源的合理分配。
下图是在CANSET下设置的本系统CAN网络配置：
5）相关信息通过RS485网络传到计算机，计算机只作信息管理用，不参与控制。
在计算机中包含有：现场模拟图、温度实时曲线图、控制设定曲线图、历史趋势曲线图、并完成报表打印功能。计算机中的各个曲线图每隔2分钟自动保存一次。
6）人机界面操作说明
上图是主画面，由四部份组成。上面是日期时间显示与警报走马灯及中英文切换按钮。其中时间日期可以在“画面四”中进行设置（一般情况下无须设置）。警报走马灯显示11台风机的运行故障与燃气超限（上下限）以及9个从站掉线显示。当系统无故障时，报警走马灯显示设备运行正常。
中间上半部分是现场模拟图， 从中可以观测到现场设备及工艺运行的一些情况，如11台风机的运行指示灯，在风机运行时，相应的指示灯会变成绿色；主电磁阀以及各支电磁阀开启时其对应的指示灯会变成绿色。
中间下半部分是11台风机的启动、停止按钮以及主电磁阀的开、关按钮，根据工艺及安全连锁要求，只有排烟风机（A或B）启动后才能启动助燃风机（A或B），助燃风机启动后（A或B）才能开启总阀，总阀开启后才能开启各支电磁阀。以上各设备的连锁要求依次是排烟风机——助燃风机——总阀——各支电磁阀。在没有启动前级设备的情况下，是不会启动后级设备的，如果停止了前级设备，后级设备也相应的自动停止。上述各设备之间的启动顺序在程序上进行了连锁，在硬件配线上也进行了连锁。
底部是四个换面按钮与警报解除按钮以及按键锁按钮，按压各个换画面按钮可以进入其对应的子画面。“警报解除”按钮是一个交替型按钮，按压“警报解除”按钮可以解除发生故障时的声光报警输出，它只能暂时解除当前的声光报警，报警走马灯上还会显示相应的故障，如果故障没有排除，在下次PLC启动运行时还会发出声光报警。“按键有效”按钮是一个交替型按钮，“按钮无效”键是为了保护界面按钮不被误按而设置的，当“按钮无效”时，按压风机启停按键及总阀按钮是不会产生动作的。
五、
本控制系统采用EASY系列PLC，硬件结构简单，成本低廉，响应速度快，，还可以根据实际需要很方便地进行扩展，有极强的灵活性和适应性。现场使用表明，其性能稳定，运行可靠。
1 引言
印刷机是一个精度较高的机械，印刷品的好坏一方面取决于机械加工以及安装精度，另一方面取决于水路，墨路的平衡以及合压的准确性。为使印刷出来的产品性能稳定，采用了以V80系列PLC为主控器的控制方案。
2 系统结构
V80系列PLC海维深科技有限公司开发的一款通用型高性价比的小型可编程控制器，采用32位高性能CPU芯片和高速逻辑解析ASIC芯片, 程序扫描速度快，每条基本指令仅需0.2μs，I/O控制点数多达256点，用户存储空间大，性能稳定可靠。
由于双色印刷机的输入，输出点较多，采用了双机通讯。上位机采用V80系列产品M40DR+E16D+E4DA2，主要负责主传动的控制，各机组离合压的控制，以及气泵，气阀的控制等。下位机采用V80系列产品M40DR+E8AD2，主要负责水辊电机的控制，主传动的调速输出，调版电机数据采集等。选用了一台eView触摸屏，主要负责水辊电机速度显示，调版显示，以及整机故障显示等。
系统结构如图1所示：
其中，上位机与下位机采用了RS485通讯，通讯协议采用Modbus协议。在设计中，每个机组既要考虑到安全控制，包括本位机组的急停，安全按钮；还要考虑方便操作，包括每个机组均应有正点，反点按钮。这样就造成一方面输入点增加很多；另一方面，走线也很不方便。采用双机通讯，可以很好地解决此问题。
双色机的每一色组，都有水路和墨路装置。为了便于水辊速度的调节，每根水辊都用一个变频器控制，主电机速度也需要变频器调节。为了实现多路速度调节，采用了V80－E4DA2模拟量输出模块，它将PLC方给出的数字量，根据相应的算法，转换成0～10V直流电压输出，很好地实现了多路速度调节要求。
对多色机来说，调版是一个比较繁琐的过程，各组版对正的精度会对印品产生很大的影响。如果套印不准，印刷品就会出现字面重叠或影像不清。一般来说，印版轴向调节范围为-2mm～+2mm，周向调节范围为-1mm～+1mm。如果使用手动调版，会浪费很多时间，精度不高。为了实现自动打版，在版辊上安装了电位器，通过电位器将模拟量传送给V80-E8AD2，经过PLC处理，可将版辊的转动精度很好地控制在打版范围内。
通过触摸屏,用户可以自由地组合文字，按钮，图形，数字等来处理或监控管理随时可能变化的信息，能明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变得简单生动。使用触摸屏，还可以使机器配线标准化，简单化，也能减少PLC控制所需的I/O点数，降低生产成本，也相对提高整套设备的附加价值。
3 系统设计
3.1 给纸设计
印刷机整体的电气设计对时间的要求严格，在机器的很多地方装有接近开关，用来检测不同的时间点。在印刷过程中，走纸的好坏是影响机器质量的一个重要环节。所谓纸走的好坏，指的是无歪张，双张等现象，如果有歪张，双张现象，在高速情况下，就会将走坏的纸，卷入机器内，从而破坏胶皮，给用户带来很大损失。
给纸过程的流程，如图2所示：
按照上述流程编制的程序，在速度增高至7000r/h 后，会出现歪张锁不住现象，主要是因为光头反应时间和磁铁动作时间滞后造成。为了让电磁铁输出提前，采用中断编程指令的输入输出刷新指令，使电磁铁输出立即执行，提前了电磁铁动作时间，在12000r/h 的速度下，也能很好的锁住有故障的纸张。
3.2 离合压设计
离合压的准确性，对印品质量的好坏有着直接的影响。合压过早，会弄脏压印辊筒，给操作带来很多不便；离压过早，会使后一张纸印不上完整的图案，造成纸张浪费。
印刷时，版辊筒与胶皮辊筒先合压，胶皮辊筒与压印辊筒后合压。由于印刷速度是多段速，在3000～12000r/h之间，根据用户需要可选择不同的速度。由于合压采用了气动装置，每个气缸都有一个动作时间，齿轮转过角度是一定的，机器速度不合压时间也不同。为了解决此问题，根据理论计算值，找出对于不同机器速度时，机器的延时时间。采用比较指令，当机器段速与理论值相等时，延时相应的时间，使压印辊筒与胶皮辊筒准确合压。