西门子6ES7322-1FL00-0AA0接线方式

3.4 系统网络

本系统采用总线型网络拓扑结构，各个PLC控制站使用屏蔽DH+网线作为通信介质，通过CPU模板上专用的接口接入DH+网。操作站通过1784-KTX网卡连接到DH+网上。站与站之间通过1770-SC站连接器连接，在网络的首、尾两端加装终端电阻。DH+网络传输速率为115.2Kbps，各站之间实现数据共享和交换。 

PLC5主机架与扩展机架之间使用1771-CP1电缆作为通信介质，SLC500 PLC主机架与扩展机架之间使用1746-C9电缆线作为通信介质。两者均通过DH+接口，实现站内通信。

4　应用软件设计

　应用软件设计包括PLC程序编制、操作员站和工程师站上位画面组态及网络通信配置等部分。

4.1 程序编制

编程软件采用ROCKWELL 的RSlogix5和RSlogix500标准软件包。小方坯连铸工程项目程序对应上述控制器由十三个子项目组成。每个子项目使用梯形图等结构化的编程语言实现控制、显示、计算功能，程序内容包括系统初始化、参数量程变换、参数监视、设备控制及异常情况处理等。

4.2 上位画面组态

上位画面组态基于bbbbbbs 2000+SP4操作系统，采用ROCKWELL公司的RSview32软件，实现了对工业过程的监视、控制及报警，内容包括画面设计、过程数据库建立、节点配置、监控软件功能块、趋势记录以及报警记录等。

4.3 网络通信配置

网络通信采用RSLinx通讯软件，设置相应各控制站的1784-KTX网卡的设备类型、网络站名、站地址、中断请求、通讯速率等，通过TOPIC子项实现操作站与控制站的对接。

5　主要控制功能

(1) 8流结晶器钢水液位及电磁搅拌检测控制；

(2) 中间包钢水液位检测控制；

(3) 8流拉矫机速度和8流结晶器振动控制；

(4)8流二冷水（足辊、一段、二段）流量控制；

(5)定尺切割和火焰切割自动控制；

(6)引锭杆、传送辊道控制；

(7)热装热送传送辊道控制。

6　应用效果

6.1 实时数据监控

小方坯主参数画面(见图2)有中包钢水液位、结晶器钢水液位、二次冷却水（结晶器、一段、二段）的温度、压力、流量、各个铸流拉速等动态数据的显示。

 系统的软件设计原理

　　在进行软件设计之前，需要考虑AGC的功能执行过程和通信过程。如图4所示，系统软件设计的基础主要由三部分组成。

　　(1)触摸屏用来实现实时数据、系统状态和报警信息的显示，以及操作人员对轧机参数的设定和修改。

　　(2)传感器和伺服系统属于检测和执行部分，实时采集各种需要的信号并传入PLC，同时将PLC输出的数字信号或模拟信号转换成传感器和伺服系统的操作。

　　(3)PLC则是整个系统数据交换和处理的中心，主要功能是数据格式转换、报警判断、输出显示和厚度控制。从模板输入的数据信号必须转换成统一数据格式才能参与数据的运算与显示。此外，设立公共数据区，无论是操作人员通过触摸屏设置的参数，还是传感器采集的参数，都必须存入公共数据区。数据区设为事件触发模式，当AGC控制器或其他运算需要读写数据时，事件触发之后就可以对数据区的数据进行操作。

　  3.2 软件设计

　　系统的软件设计流程图如图5所示，具体可分为自动操作和手动操作两部分。

　　铝轧机在工作之前，需要先将液压站的冷水泵和加热器打开，以便降低油温和均匀^^^化液的温度。在自动操作或手动操作之后，必须进行调零处理和P-H曲线测试，调零是为了使轧辊充分接触;P-H曲线测试是为了去掉轧机弹性曲线中的非直线部分，消除轧辊轴承引起的辊缝误差，避免辊缝差过大对铝箔板行造成不良影响。当进行辊缝调零和P-H曲线测试时，FM485通过压力传感器检测到带铝的张力，使液压缸工作在轧制力闭环控制方式下。其他情况下，液压缸一般工作在位置闭环控制方式下，具体过程如下：MTS高精度位移传感器检测液压缸的位置，被FM485模板上的值编码器获取，然后经过PI算法之后，输出电压值到伺服驱动，从而完成对液压缸的位置闭环控制。

　　铝箔的厚度控制过程具有时间滞后性、多时变性和非线性。为解决此问题，本系统采取模糊PID控制算法，模糊PID控制适合于多变量、非线性、多扰动、强耦合的对象模型难以建立的系统。

　　模糊PID控制器由三个主要的环节组成。

　　(1)模糊化：模糊化是将模糊控制器输入量的确定值转换为相应模糊语言变量值的过程;

　　(2)模糊推理：模糊推理包括三个组成部分：大前提、小前提和结论。大前提是多个多维模糊条件语句，构成规则库;小前提是一个模糊判断句，称为事实。以已知的规则库和输入变量为依据，基于模糊变换推出新的模糊命题作为结论的过程叫做模糊推理;

　　(3)清晰化：清晰化是将模糊推理后得到的模糊值转换为用作控制的数字值的过程，提高了系统的响应速度，并且能够在短时间内获得较高的控制精度。

　　模糊PID控制器的控制效果如图6所示。图6中PID控制曲线几乎没有超调的过程，就快速稳定地达到了设定值厚度为O.1 mm，基于模糊控制的PID调节比简单的PID调节稳定性高，能够解决整个AGC系统对铝箔控制的时间滞后问题。

　　经过实践应用，基于PLC和AGC的铝箔板厚度控制系统在产品生产中获得了令人满意的效果。如表1所示，针对厚度为0.1 mm的铝箔板，AGC控制厚度在20μm范围内的比例为95%，远远高于人工轧制78%的比例，事实验证，本方案所采取的模糊PID控制器完全能满足铝箔板厚度控制的要求。

　　4 结语

　　在实际使用过程中，FM458工作稳定可靠，编程功能强大且易于修改维护，并能很好地融入到S7-400的控制系统中。铝箔厚度在基于S7-400PLC的AGC系统作用下，满足了预期的效果。具体生产过程验证了在铝轧机上安装AGC系统提高了轧机精度的同时，也方便了现场操作人员的人工操作。基于S7-400的AGC系统人机界面友好、维护方便、成本投入低的优点，对我国铝箔生产产生了较大的社会效益和经济效益。

　　随着白酒包装生产线自动化程度的提高，不干胶自动贴标机代替手工贴标而广泛应用于白酒包装生产线中，这就对酒瓶瓶身的干燥提出了更高的要求。如果在前端洗瓶和灌装过程中导致瓶身湿润，将直接影响到帖标的效果和产品的质量，为解决这一问题，许多厂家在贴标机前端加装电加热瓶身烘干机。

　　瓶身烘干机采用循环通道，由12组加热管(每组加热管3根)加热高压风机吹出冷风。由于加热管较多，某根加热管损坏后无法及时发现，且故障加热管的定位和更换需较长时间，会造成生产的的停滞，对企业生产影响较大。为提高加热管故障的适时报警和快速定位.采用电流传感器、PLC及其配套A/D模块进行故障电流检测，利用触摸屏进行故障适时报警和故障加热组定位，可减少故障维修时间，确保生产的顺利进行。

　　1 电路设计

　　1.1每组加热管的接线方法

　　烘干机共有12组加热管，每组如图l所示，按Y形接法接线，并从公共接点引出故障检测线，当加热管工作正常时。故障检测线上的电流i值应为0或很小;当加热管有1根或2根烧坏时，电流i值会增大。利用这个i值的变化即可检测出故障加热组，从而实现加热管故障的快速定位。

　　1.2故障检测电路的设计

　　由于要检测出故障电流i值的大小，将每一组加热管的公共端引出线穿过WBl412Sl交流电流传感器的穿孔，检测出i值的平均值，在PLC上接3个FX2N一4AD模块，把模拟量转化为数字量后，即可实现12组加热管故障电流的检测和报警。具体接线方法见图2。

　　2 PLC程序设计

　　由于每组加热管的3根加热管的功率不一定完全相等，所以即使在无故障的情况下，在公共结点上都会有较小电流产生，因此，需要根据现场测定或根据经验通过触摸屏预设、一个故障电流值i。。当PLC接收到12组加热管公共结点电流后，自动与i。进行比较，当大于故障电流i。时，PLC通过触摸屏弹出报警画面，提示加热管有故障以及故障加热组的编号，并询问维修人员是否将故障组断电，从而缩短检修人员的故障定位时间，确保流水线正常工作。故障检测和处置流程见图3。

　　3触摸屏画面设计

　　3.1技术参数输入画面

　　现场操作人员可通过触摸屏画面设定故障电流值io(图4)，输入值检查无误后，按[修改参数]认输入。

　　3.2故障报警画面 

　　当加热管有故障时，触摸屏自动弹出图5画面，维修人员可以立刻定位发生故障加热管的位置。如要更换该组加热管，维修人员可按下[停机更换加热管]键，切断故障组电源并立110更换;如按下[暂不处理]键，烘干机仍可继续工作，但操作人员须监测瓶身干燥情况，以免影响贴标工序。

　　4结论

　　将同功率加热管按星形接法连接后，利用公共接点电流的变化作为故障报警的依据。通过PLC的比较指令，可以及时发现故障点并通过触摸屏直接反映，缩短了设备的检修时间，确保了设备的正常运行。此方案尤其适合具有多组加热管的装置，具有一定的实用价值