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0引言
随着科学技术的不断发展，工业生产的技术装备越来越复杂，自动化程度越来越高。可编程控制器(PLC)及其网络架构是构成CIMS系统的基础，被称为现代工业自动化的三大支柱(PLC、数控技术、工业机器人)之一，由于其使用简单、功能强大、可靠性高，目前已广泛应用于现代工业的各个领域。越来越多的重要设备、工艺、关键部位都采用可编程控制器来组成控制系统。以往的控制系统由于较多的使用继电逻辑器件，具有故障率高、维修不便、动作滞后、控制精度低弊端，使用可编程控制器可以使控制的精度和稳定性得到有效保证。
某渔具厂酚醛浸布生产线的操作流程为：玻璃纤维布在酚醛树脂中浸泡后，通过多辊连接的生产线进行挤压、拉伸，通过干燥塔分段干燥后就形成了酚醛预浸布，后由收卷装置将干燥后的预浸布卷成布筒。
该生产线是一个典型的多辊速度控制对象，其中有大小钢辊十几个(由电机带动运转)，为保持产品质量和生产的连续性，需要保持生产线中布的张力恒定，必须控制布前进的速度一致，带动生产线前进的主要四个钢辊(放卷辊、定速辊、辅助辊一、辅助辊二)的jingque控制尤其关键。干燥塔为立式三段结构，分别采用不同温度的蒸汽(100～200℃)对预浸布直吹固化，要求控制温度波动范围为设定温度±2℃。预浸布传动过程中会出现传动跑偏，收卷装置前通过光电开关检测布的位置，控制收卷装置移动电磁阀，纠正预浸布的偏移。
1系统方案设计及实现
1.1硬件组成及系统方案
系统使用PLC作为控制系统的直接控制级，我们选择了日本三菱公司的FX2N128MR，由于输出点数较多，增加了输出扩展模块FX2N16EYT。
现场由多个旋转编码器(日本OMRON)测量速度辊的速度信号，通过特殊模块FX2N4AD(实现模数转换)传送到PLC。PLC根据设定值和测量值运行算后，通过特殊模块FX2N4DA(实现数模转换)作为控制信号提供给变频器。
由变频器电机转速，电机带动速度进行速度控制，变频器选用日本三菱公司FR-E540-0.4K-CH，这具有正反转特性、启动转矩大、升速降速时间短、直流过载保护等功能。使用变频器进行电机调速精度高、切换快，可以大大降低能源消耗。温度采集采用铠装防爆Pt-100热电阻，自行研制了温度采集板，通过特殊模块FX2N4ADPT将现场热温度信号采集上来，模数转换后送往PLC。PLC根据设定值和测量值运算后，通过特殊模块FX2N4DA提供现场调节阀的开度信号，控制蒸汽的流量，进而使干燥塔内温度达到控制的要求。
收卷装置前通过光电开关(日本OMRON)检测布的位置，控制电磁阀，通过液压泵的动作带动收卷装置的移动，纠正预浸布的偏移。
控制柜面板上安装了触摸屏(日本三菱公司F940GOT-SWD-C)作为人机交互界面，可以方便的进行工艺参数设置、控制参数设置以及现场运行参数数据查看、曲线查询等操作。
考虑到安全栅的成本较高，系统防爆方式采用防爆的现场仪表及操作按钮等，在控制系统中不再采用安全栅方式防爆，这样可大大减少控制系统的造价。
系统总体方案如图1所示。
1.2控制软件结构
使用三菱公司GPP forbbbbbbs编程软件进行控制程序编写，该软件可以使用梯形图、指令表和SFC三种编程方式，指令多达156种，功能强大，编程非常方便。设备jingque控制的实现由PLC自带的PID运算模块实现，通过合理的设置P、I、D参数，可以得到满意的控制效果。
为提高运行速度、减少运行指令，在控制软件设计中我们采用了模块化编程，设计了各种通用子程序，如数据采样子程序、PID运算子程序、逻辑动作子程序、报警子程序等。
控制软件主程序简图如图2所示：
1.3触摸屏
近年来，为了方便用户在工业现场进行参数设置和查看等操作，三菱、OMRON、西门子等企业相继推出了便于现场操作的人机接口设备(也称图示操作终端或触摸民间)。日本三菱公司的GOT系列产品是用户评价比较高的触摸屏产品，我们选用型号为F940GOT-SWD-C的触摸屏，该产品可与FX系列或A系列PLC的编程接口直接相连，可以安装在控制盘或操作盘面板上。
使用三菱公司的FX-PCS-DU-WIN-C编程软件可以设计触摸屏画面，该软件类似于组态软件，不用写一句程序，只须将相关元件拖到画面上，设置地址即可。
在个人计算机上设计完成后可以通过串口传送到触摸屏。触摸屏上电后(使用24V电源，可由PLC直接供给)直接进入所设计的画面，用手指在画面轻轻一点就可以直接按设定的地址查看PLC数据区的数据了，也可以按权限对PLC数据区的数据进行修改。系统还支持历史曲线、棒图、饼图等功能，也可以将打印机连接到触摸屏实现按需打印或定时打印，使用起来非常方便。
2结束语
可编程控制器和触摸屏结合可以用在很多工控领域，在预浸布生产线中的应用则是一个实例
1引言
无级减光器控制系统用于实现对光强度的连续调节。为获得良好的控制性能和优美的人机界面，本文采用西门子公司的可编程控制器PLC，S7—200系列作为主控制装置，用上位机实现人机界面并对PLC进行控制。采用可与bbbbbbsAPI(Application ProgramInterface)函数无缝连接的VisualC++6．0开发上位机的控制程序，实现上位机与PLC之间的通信。
2工作原理
激光照射物体时，光照度将随着光源和物体之间距离的变化而改变。在实验室条件下，实现物体大范围的运动比较困难，精密无级减光器则可在光物距离固定的情况下模拟光照度的变化。
精密无级减光器实现光照度变化的原理如下：使激光光束通过图一所示的两个楔角严格相同的大小棱镜，激光束从棱镜的一边射向另一边，相当于通过了一平板玻璃。小棱镜固定，大棱镜的移动通过步进电机带动滚珠丝杠来实现。通过两个棱镜之间的相对位移来实现平板玻璃厚度的变化，由于对光强的吸收程度取决于玻璃的厚度，故实现了光强的变化［1］。
精密无级减光器对控制系统主要有自检、复位和大棱镜定位等三方面的要求。控制系统的主控元件选用西门子PLC，PLC通过RS485接口与上位机进行通信，接受自检、复位和大棱镜定位等指令，PLC按相应的指令要求实现控制。其中，自检将检测装置的传动机构是否正常工作；复位控制大棱镜回到初始位置；大棱镜的定位控制步进电机的位移量。精密无级减光器中步进电机的位移量，由上位机根据模型中的光物距离实时进行计算判断，通过串口通信传给下位机的PLC，由PLC控制步进电机的运动来实现光照度的变化。
3通信原理
鉴于RS232接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式(共地传输容易产生共模干扰，抗噪声干扰性弱。)，且传输距离有限(实际上只能用在50米左右)，RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗干扰能力强，长的传输距离和多站能力等上述优点使其成为的串行接口。本文选用RS232／485转换模块通过标准串行接口RS232与计算机联接，它们之间的连接采用屏蔽电缆以屏蔽外界干扰和消除对其他设备的干扰。
通信协议采用9600波特率，8位数据位，一个停止位，无奇偶校验，用ASC码传送。上位机在通信过程中不能直接控制PLC的输入输出模块，而应根据通信协定，由PLC通过通信模块接受相应的控制指令，并通过软件实现并回馈相应的信息。
RS232C协议是OSI(Open SystemsInterconnection)协议体系中基于物理层的通信协议［2］。它负责与硬件打交道，而C语言与其它类型的语言相比在此方面具有较大的优势，本文中选用VisualC++6．0作为程序的开发平台。用VisualC++6．0开发串口通信程序有多种方案，从程序的简洁、难易度考虑，本文采用了VisualC++6．0提供的串行通信控件MSComm。
MicrosoftActiveX通信控件MSComm．OCX的主要属性可按通信协议随时进行设定。根据实际需求本文对MSComm．OCX的主要属性可通过Set函数，并可通过相应的Get函数获得属性值，现对属性设置如下：
4软件结构
为方便应用，精密无级减光器有仿真和调试两种状态：调试状态用于手动调节精密无级减光器在各种条件下的工作状态、定位精度等，以确认它的可靠性和jingque性；而仿真状态则用于模拟实际的过程。在两种状态下，均需向PLC发送自检、复位、归零命令并接受PLC的回馈信号来判断PLC是否正确执行了指令，所不同的是在调试状态下要实现步进电机任意方向，任意步数的手动运行来调节光的衰减程度，而在仿真状态下则只需PLC根据模型的计算连续发送电机的正向运动步数。
据此本文将整个精密无级减光器上位机控制程序分为六个主要的类：
(1)仿真时钟类用于触发仿真运动并采集回馈数据。本文采用bbbbbbs系统的32位应用程序编程接口(API)提供的多媒体定时服务，它的定时精度可达lms，该定时器不依赖于系统的WM-TIMER消息，拥有单独的工作线程，适用于采样频率不高的控制系统。
(2)模型计算类该部分集成了程序中所有的数据运算，它根据仿真模型，按仿真时间的推进实时计算步进电机应推进的步数。
(3)串口初始化及串口数据发送类该类直接对硬件操作，它完成串口打开、关闭、基本属性的设置及数据的转换和发送。根据PLC和上位机的通讯协议数据以ASC码的形式发送，该类定制了
SendStepsMessage()等函数来完成数据转换、自检、复位、归零、单步调试等功能。这些函数功能不同，但实现方法基本一样，以函数SendSysZeroMessage()为例说明：
VoidCMSComm：：SendSysZeroMessage(long1Dis)
(4)串口数据接收类PLC在接收到指令后将执行相应的动作并回送动作执行的信息(回送信息形式与上位机发送信息一一对应)。该类用于接受PLC的回馈数据，把数据转化为十进制数，判断数据中的动作信息，并向视图类发送消息显示步进电机的动作情况。函数实现方法和发送类函数实现方法基本相同。
(5)控制并存储数据类满足施控条件时调用计算及串口部分向PLC发送仿真数据，完成仿真过程。该类中数据存储函数完成了仿真数据存储的功能，方便了用户验证数据的正确性和数据查询。
(6)视图类和用户直接打交道的类库，以直观的形式方便用户操作，向用户提供步进电机的动作信息。
其软件流程如图3示：
精密无级减光器作为子系统，已成功的集成于一三轴伺服仿真装置中，图4示为三轴伺服仿真装置的检测界面。
5结束语
该系统在仿真实验中的成功应用，证明上位机能可靠、准确地实现对精密无级减光器的控制。并且该程序中的串口通信部分，具有一定的通用性，也适合其它涉及串口通信类的系统。
1 概述
随着科学技术的发展和人类社会的不断进步，越来越多的乳制品在我国市场出现，不断满足人们的需求。但这些乳品从内在品质上良莠不齐；除了其他的因素外，净乳这道工序的好坏，起着十分重要的作用，直接影响产品的质量。我们设计研制开发的净乳机控制器系统，与国外现使用同类型的产品相比较，具有操作直观、方便，控制准确、性能价格比较高，价格便宜等优点。并已经通过现场运行，开始走向产品化的进程。
2 系统工艺流程
现代化的乳制品企业中，净乳是十分重要的生产工序。它可以将产品中的机械杂质去掉，也可以除去尘埃，细胞碎片等，有效的控制了原奶的洁净度。净乳机的工艺过程设置，主要由五个部分组成：启动、预热、循环、产品、CIP等组成；动作由大排渣，小排渣，溢流组成。而每个部分，动作不相同；启动、预热： 对净乳机来说，接收启动系统的信号，完成电机的星—角转换等动作，在初始状态下，系统进行一次大排渣；循环：净乳机只完成本身定期的小排渣动作；产品状态下：净乳机除了本身定期的小排渣之外，还定时接收远程控制器发出的大排渣和溢流命令；CIP：在此状态下，净乳机定时接收并完成远程控制器的大排渣和溢流命令。
2.1 关碗水和开碗水
关碗水和开碗水动作：开碗水主要是打开腔体，对净乳机腔体进行清理，关碗水是通过水的压力，将腔体托起如图2：在系统运行过程中，可以在固定时间内，发出脉冲关碗水动作，满足系统按时补水的要求。
2.2 大排渣、小排渣及溢流
如表1，大排渣、小排渣的动作是由开碗水、关碗水的两个电磁阀动作组合。小排渣的主要任务：相对短时间对设备进行清理。其动作时序，如图l，关碗水的动作是由前冲洗，后冲洗构成。部分排渣是开碗水动作；大排渣的主要任务：固定时间由远程控制器发送给控制器，对设备进行清理。相对小排渣而言，是几次小排渣后，大排渣是对净乳机腔体进行的较为彻底的清理。溢流是对腔体上部和管道的清理，通过定时对备压阀的关闭(憋压)来实现。这三个动作时间可在面板上设定。在自动状态下，是由远程控制器来发出此命令。小排渣，大排渣也有一定的区别，小排渣时，挣乳机照样进料，而大排渣时，由于对净乳机的转数影响较大，需关闭进料阀，等待净乳机的转数提高到一定程度后，再打开进料阀。此时间可以设定。
3 系统结构组成
一般来说，高品质的净乳系统，除了具有准确的温度处理和合理工艺结构外，还需要完备和可靠的控制功能结构。目前，净乳机的控制一般采用分散就地的控制方式，难于集中控制，不利于统一进行生产管理。而此系统设计上采用上、下位机控制，组成多控制器集中控制网络系统。可以在上位机画面上对净乳机状态进行设定，还可以显示净乳机的工作状态，重要参数的历史趋势图和对相关数据的保存，便于操作，实时控制和监视净乳的运行过程。
如图2，集中控制器选择CONTROLLOGIX5550系列，该控制器易于和现有PLC系统集成，不仅具有先进的通信和输入、输出能力，可提供顺序、过程及运动控制功能，模块化的系统使用户方便地设计、装配和修改。现场就地净乳机控制器系统采用SIEMENS公司较为成熟SIMATICS7—200系列CPU224处理器。该处理器集成14bbbbb／10OUTPUT数字量I／O点，并扩展EM222、 EM231模块，增加扩展功能，选择MPI通讯协议，与其它设备组成通讯网络。操作面板选用SIEMENS公司触摸屏OP7，在OP7上可以设置和修改有关参数，以上这些功能配置，满足了设计要求。
4 程序设计和编程
整个系统软件分为上、下位机两部分。上位机在bbbbbbs2000操作系统下，用Intouch7．0进行软件组态。上位机作为人机界面，实时接收下位机传送的数据，将各种报警数据、阀门的状态显示出来。下位机软件CONTROLLOGIX主要完成进料口阀、出料口阀，大排渣等的控制。这里重点介绍控制器下位机软件。
在V3．1 STEP7—Micro／Win32软件环境下进行编制。S7-200系列PLC丰富的功能指令和符号寻址方式极大方便了编程。在程序中应用A／D转换的数字滤波、功能块、数据块、和通讯接口等功能，充分体现PLC功能控制的特点，使程序简洁、直观。程序结构模块化设计，梯形图方式编程。程序分为如下几个部分：主程序、初始化程序、输入程序、产品程序、CIP程序、模拟量处理程序、报警程序、输出程序、供料泵控制程序、入料口控制程序和通讯程序等组成。图3为“产品”处理模块部分程序框图。程序中V55．1为控制器面板“产品”按键， V105．5为远程控制器置位位。“产品”状态时，当V101．1为1，C1、C3开始计时，SM0．4按分脉冲计时，当计满VW0时，允许小排动作。C1重新计数，V55．1为1，启动C2，SM0．5按秒脉冲计时，为前冲洗状态，V60．2为1，关碗水电磁阀动作。当V55．2为1，V60．0为1，开碗水电磁阀动作，并持续VW4时间，同样，当V55．4为1，置为后冲洗状态，保持关碗水动作。这样，程序一个周期的小排渣结束，程序继续循环执行。
由于采用集中控制系统，这就要求程序控制除了保证工艺的时序性，还必须协调系统的同步性，也就是说，CONTROLLOGIX处理器和SIEMENS处理器动作必须一致。
在程序设计上，设置软件通讯握手位，实时与CONTROLLOGIX处理器进行通讯，必要时做出相应的调整，保证系统的正常运行。如表1所示，在由“循环”状态转到“产品”状态时，处理器既要完成自己的小排渣动作，还要接收CONTROLLOGIX发出的大排渣动作，正常的动作时序是大排渣间隔是1小时，小排渣的间隔是16分钟，如果两者相隔时间太近，会造成没有必要的浪费，也影响净乳的效果。用如下的编程方法实现了上述功能。如图4，其中C6，C7分别为小排渣计数器和复位计数器，m16．2为大排渣动作，v60．3为“循环”状态位。当“循环”时，小排渣始终进行，C6不复位；“产品”状态时，两个大排渣之间(1小时)，进行三次小排渣，C7对C6复位，重新计数。
程序具有较为齐备的故障检测功能，实时监测各检测点的状态，当出现电机温度过热、紧急停车、运行过程中转速过低、压缩空气工作压力低、操作水压力低的情况下，系统会产生声、光报警，紧急停车，待故障解除后，可通过解除报警铃、灯光闪烁等，来重新恢复系统运行。
5 结束语
经过一年多的运行，该控制系统运行稳定、动作准确、操作简单、易于维护，完全达到工艺设计要求。经过净乳后的原奶，各项技术指标(单位颗粒度、感观、气味)完全达到或超过对此道工序的要求，提高了产品质量，大大增强企业的生产能力，取得了良好的经济效益。整套系统受到用户的好评，具有广阔的应用和发展前景。