6ES7223-1PM22-0XA8实体经营

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   （四）PLC接入方式

    电力线通信技术，英文简称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流，然后用电线传输，接受信息的调制解调器再把高频从电流中分离出来，并传送到计算机或电话上，以实现信息传递。该技术在不需要重新布线的基础上，在现有电线上实现数据、语音和视频等多业务的承载，也就是实现四网合一。终端用户只要插上电源插头，就可以实现因特网接入。

    PLC利用1.6M到30M频带范围传输信号。在发送时，利用GMSK或OFDM调制技术将用户数据进行调制，然后在电力线上进行传输；在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。目前可达到的通信速率依具体设备不同在4.5M～45M之间。PLC设备分为局端和调制解调器，局端负责与内部PLC调制解调器的通信和与外部网络的连接。在通信时，来自用户的数据进入调制解调器调制后，通过用户的配电线路传输到局端设备，局端将信号解调出来，再转到外部的Internet。

    结论：

    尽管每一个宽带服务商都强调自己的宽带接入方式、便捷，但我们应该看到，由于受宽带接入服务商的网络规模大小、技术水平高低、从业时间长短等因素的影响，各种接入方式理论上所能达到的数值和用户的实际使用效果存在差距。例如LAN方式，尽管理论上用户的上网速率可以达到10M，而实际上，当前每个家庭用户的上网速率也就达到几百kbps。ADSL、LAN、HFC、PLC四种宽带接入方式只能说各具特色，优劣势也十分明显。

    由于用户家中大多数都已接入了电力线及有线电视线，因此，采用HFC、PLC两种宽带上网方式，用户无须在家中穿孔架线，不会改动家中原有设施。但是，HFC和PLC方式提供宽带接入推广的时间较短，技术上还不完善，受干扰的因素较多，用户在使用过程中往往会出现种种缺陷，所以还未被用户普遍接受。

    目前家庭用户实现宽带上网的主要方式是ADSL和LAN。LAN技术成熟、、结构简单、连接稳定、可扩充性好、便于网络升级，对于用户来说，上网速度较快。但是，LAN在地域上受到大限制，只有已经铺设了LAN的小区才能够使用这种接入方式，而且在接入用户家中时，还要架设网线，破坏用户家中的装潢。此外，LAN方式也面临着设备相对缺乏、IP地址资源要求数量大、运营管理水平要求较高等问题。

    ADSL方式不用对网络进行大规模改造，只要在现有铜绞线的两端分别加上一个调制解调器，即可使传输速率增加几十倍。利用ADSL技术开展宽带接入业务的优势非常明显，可以充分利用电信网现有的铜缆资源，减少资金投入并充分发挥铜线的潜力。其次，用户随时可以上网，无须每次重新建立连接，而且不会影响电话的使用，每个用户都可以享高速通道，没有阻塞问题。此外，ADSL接入保密性好，。因此，ADSL成为电信运营企业的推宽带接入服务。但是，ADSL线路上能够提供的速率对距离和铜线质量十分敏感，距离增加时，串音尤其是远端串音增加，将使线路品质劣化。

    总之，目前的宽带接入方式并没有哪一种是的，用户真正要选择的只是适合自己的方式。

    （一）ADSL接入方式

    ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非对称数字用户环路）是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术，成为继Modem、ISDN之后的又一种全新的、快捷、的接入方式。ADSL这种方案的大特点是不用改造信号传输线路，可以利用普通铜质电话线作为传输介质，只要配上的Modem即可实现数据高速传输，其有效的传输距离在3～5公里范围以内，而且距离愈远，速度愈慢。

    ADSL支持上行速率640kbps到1Mbps、下行速率1Mbps到8Mbps。这种带宽能否满足用户的需求呢？目前家庭宽带用户占用带宽大的需求是在线观看视频，网上一般流媒体都是以128kbps、256kbps或500kbps的速率播放，而目前北京通信提供的ADSL下行传输速率为512kbps，理论上可以满足各种在线播放需求，基本适合家庭用户的需求。

    （二）LAN接入方式

    LAN接入方式采用光纤接入，整个城市网络由层、汇聚层、边缘汇聚层、接入层组成。社区端到末端用户接入部分就是通常所说的后一公里。LAN方式是采用光缆＋双绞线的方式对社区进行综合布线，双绞线总长度一般不过100米，线路距离短，因而线路质量得到了好的。采用LAN方式的宽带服务一般是吉比特光纤进小区，百兆光纤到楼，10/100M到户的模式，这比拨号上网速度快180多倍，在传输速率上也基本可以满足用户的各种需求。

    由于采用光纤接入，在抗干扰方面，LAN方式较普通电话线上传输数据的ADSL方式优异。同时LAN接入的上下行速率是相同的，所以不会产生由于上行速率的限制导致干扰的情况。LAN采用以太网技术的接入方式，因而在地域上受到一定限制，只有已经铺设了LAN的小区才能够使用这种接入方式。

    （三）HFC接入方式

    HFC接入方式是基于有线电视网络提供的，由于其的行业性，目前这种宽带接入方式仅能由广电相关企业提供。HFC有线电视网的网络结构在光纤部分多数采用星形网，在电缆部分则采用树形分配网。这种网络结构对于有线电视网来说是相当优越的，但对于宽带高速综合业务网，就不是很合理，主要原因是有线电视网和综息网对性要求不同，综息网要求网络具有很高的性。有线电视网出了故障，造成的后果只是部分用户在某段时间看不好电视节目；而综息网一旦出了故障不能及时修复，可能会给用户造成不可的损失。

    HFC是在单向的基础上进行双向的改造来进行传输。由于它共享一条信道，它的带宽在用户量增加的时候，会不断减少，相互的干扰过大。没有一个网络在CABLE上的用户过5000个。目前有线电视网在带宽共享方式、网络、网络管理等方面依然存在缺陷。HFC方式和ADSL方式的共同特点是利用已经有的网络基础设施，它们共同的缺点是带宽进一步扩展能力有限。

一、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、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、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、监控和信息管理的工业软件包，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、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。

二、具体应用

1. 在阳精炼炉的应用

      金隆公司共有两台阳精炼炉，其操作控制水平的好坏直接关系到阳铜的质量乃至影响到电解铜的质量，阳精炼炉共用了四个PLC-5/40处理器，两主两从，互为热备，分别控制两台阳精炼炉的倾转系统、附属设备和所有的调节回路。另外，还担负着接受行车无线传输称重数据的任务。

       此外，两台行车上的行车秤的称重实时数据也是由阳精炼炉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。总之，由于在阳精炼炉使用了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，提高了系统的性，并且回路修改为方便，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、三套残加料系统、一套溶剂运输系统、环境集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加料系统由一套PLC进行控制，溶剂运输、环境集以及电收尘由一套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，增加了系统的性。还增设了富氧调节回路和纯水槽自动调节回路。此外，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，监控为方便，维护为简单。

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。

三、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。因此，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化的分布式多级控制系统。生产的过程十分复杂，因此实现生产过程的高度自动化比较困难，同时，由于市场需求和技术发展的新速度日益加快，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。因此，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制和管理于一体的厂级分布式控制系统.
1. PLC与管理网的联接

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，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+网络优越的网络能，使得数据在站点之间传递变得为便利，行车称重数据本来发往阳精炼炉，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，因而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。

四、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，因而各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。

五、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，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流量和设定氧浓自动调节氧气的流量，操作十分方便。至今，使用效果一直很好。

3. 增加纯水槽自动回路

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，高水位自动停水，且有高、低水位报警，既方便又，得到操作人员的。

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，提高了生产的性。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。

总之，可编程序控制器因其的性能、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提高，相信会在工业企业中得到加广泛的应用。

    今世界上精密加工技术发展很快,新的加工方法和设备层出不穷,计算机的广泛应用使精密加工技术为普及和多样. 实现精密和精密切削加工有三种方法: (1) 采用和研制加工设备;(2) 采用新的切削工具材料; (3) 利用加工与测量控制一体化技术. 前两种方法成本较高,而后一种方法成本较低,具有广阔的前景. 在后一种方法中,除了要保证的精度、夹具的精度以及测量精度外,还有一项重要内容就是微进给机构的精度及其控制精度. 笔者在控制精密磨削的研究中,利用步进电机带动滚珠丝杠作为进给机构,在滚珠丝杠确定后,步进电机的控制精度成为了主要矛盾.

1 　步进电机的控制

步进电机在不失步的正常运行时,其转角严格地与控制脉冲的个数成正比,转速与控制脉冲的频率成正比. 可以方便地实现正反转控制及调整和定位. 由于步进电机和负载的惯性,它们不能正确地跟踪指令脉冲的启动和停止运动,指令脉冲使步进电机可能发生丢步或失步甚至无法运行. 因此,实现步进电机的自动升降速功能. 为了实现速度的变化,输入的位移脉冲指令相应地要升频、稳频、和降频这些脉冲序列,可以由脉冲源加逻辑电路来产生,也可以由微型计算机产生. 对于脉冲源加逻辑电路构成的控制器来说,控制逻辑是固定的,即控制电路一经固定,其控制逻辑也就固定了.

如果要改变控制逻辑和控制方案,改变电路结构和元件参数,而使用计算机控制,不必改动硬件电路,只要修改程序,就可以改变控制方案. 且可以从多种控制方案中,选取一种方案进行控制和调节. 也可以用同一套系统对不同控制方案的多台步进电机同时控制. 利用计算机控制的形式也很多,本文介绍PLC位控单元对步进电机的控制.

2 　PLC 系统组成及位控单元的工作原理

本研究所利用的PLC 系统的组成包括如下七大模块:电源,CPU ,位控单元, I/ O 单元,A/ D ,D/ A 单元,如图1 所示. 其中位控单元的主功能是当步进电机(或伺服电机) 与电机驱动器联结时,输出脉冲序列控制电机的转速与转角. 进给机构可以是2 轴型,也可以是4 轴型. 本文采用的是前者,即滚珠丝杠的横向进给与纵向进给,如图2
所示. 具体地说,位控单元实现速度以及位置的控制方法有多种,如E 点控制(单速度控制) ,如图3(a) 所示;P 点控制(多级速度控制) ; 线性加/ 减速和S型加/ 减速,( a ) , ( b)为线性加/ 减速,S型如. 除此之外还有位置控制和相对位置控制等. 表1 给出了E点控制不同模式的控制码(P 点与其相同) .

3 　磨削加工PLC 控制原理

如图4 所示, PLC 可以控制变频器、传感器、步进电机. 总控制程序流程图如图5 所示. 其中两个步进电机是利用PLC 的位控单元控制的. 在进行精密磨削过程中,横向进给将是十分重要的,PLC 的位控单元能较地控制步进电机的转角,从而使滚珠丝杠获得定位. 由于PLC 位控单元的控制方法有多种,对于磨削加工来讲,横向进给量不能大于215μm ,通过实验的方法可以找出方案. 这里只通过一种控制方法来说明位控单元的具体应用. ,设置原点,利用光栅尺粗对,测量出对位置距原点的距离. 为防滚珠丝杠出现爬行现象,工作台从原点出发,经过一段距离以后开始自动加/ 减速. 此时,只要给定起始速度,目标速度,加速/ 减速时间以及位置要求值,并设　　定控制码即可实现上述功能,相关程序如图6 所示. 如果设滚珠丝杠的螺距为d ,步进电机的步距角为α°;进给速度为v (mm/ s) ;行程为s (mm) ;则要求的脉冲频率(即程度中的目标速度) 为f = 360 v/αd (Hz) ;总脉冲数(即程序中的位置要求值) 为F =360s/da(个)

4 　结束语

PLC 位控单元具有运行速度快、灵敏度高、精度高、编程简单等众多优点. 因此,它对于在精密加工领域的研究开发与应用具有深远的现实意义.

LP3500控制器主要实现远程遥测遥控站，如雨量站，水位站、闸坝站、现场工情图像采集站、水质监测站、计量站、管网压力监测站、管网加压站、泵站监控站。

四、结束语
目前，国家水利部正在加强和国内外的信息技术交流和合作，积引进的信息技术、网络技术、决策支持技术、3S技术等，发挥各方优势，高起点地建立若干工程，避免目前存在的低水平重复开发，促进水利信息化的跨越式发展。LP3500就是在这样的宏观背景下，以市场为导向，研制出的既适应当前技术发展趋势又满足水利事业需要的微功耗控制器，因此，具有广阔的市场前景和良好的应用。

2、PLC选型与I/O点分配

为了保证系统的控制精度，跑车带锯机控制系统采用闭环控制。根据旋转编码器反馈回来的脉冲信号计算跑车工作台的实际距离。当跑车工作台到达设定距离后，PLC输出制动信号，停止跑车的运行，实现跑车的定位。PLC控制系统需要配置1路高速脉冲信号输入。跑车工作台还需要1个位置来进行进尺和余尺的计算，可以利用安装在跑车支架上的接近开关确定跑车经过的位置，因此系统还需要配置1个接近开关输入点。后，系统还需要配置启动、停止、进车、退车、点动等按钮。因此，系统的开关量输入点为8个。系统的开关量输出点只有制动接触器和后退继电器等2个点，分别控制跑车的停止和跑车运动的方向。

综上所述，根据输入和输出的要求，我们选用和利时公司具有自主知识产权的HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC。考虑到此系统需要一定的备用I/O点，CPU模块选择带有24点开关量的LM3107，其中开关量输入14点，开关量输出10点。CPU模块LM3107自带3路立的高速脉冲输入，其继电器输出的电流容量大为2A，可以直接控制制动接触器，不需要中间继电器。这些配置能够满足系统的要求。

3、PLC控制系统软件设计

跑车工作台运行的启动、停止开关SB1、SB2分别接到PLC的输入端口%IX0.1和%IX0.2。当启动开关SB1接通时，跑车工作台启动运行。当停止开关SB2闭合时，跑车工作台停止运行。旋转编码器产生的脉冲信号接到内部计数器HD_CTUD_T4的输入端口%IX0.4和%IX0.5。利用PLC计数器HD_CTUD_T4的脉冲计数功能，控制系统可以定位跑车工作台当前的运行距离，将当前距离与设定距离进行比较，从而控制工作台的进给位置。PLC的输出端口%QX0.0接制动接触器，用来控制跑车工作台运行和停止。当%QX0.0=0时，电动机正转，带动工作台前进。当%QX0.0=1时，电动机反转，带动工作台后退。

根据跑车工作台运行过程的要求，控制系统的流程图如图1所示。PLC根据HD_CTUD_T4的当前脉冲值和触摸屏的设定值进行比较。如果当前值小于设定值，跑车工作台继续运行。如果当前值大于设定值，系统立即输出制动信号，然后等待下一次前进信号的输入。当系统需要锯路补偿时，程序会根据用户选择的补偿量进行锯路补偿。

4、结论

以PLC为控制的木工带锯机，实现了位置闭环控制。利用PLC的高速计数功能，实现了对跑车工作台运行的定位控制。PLC控制系统的抗干扰能力强，提高了木工带锯机的加工精度。因此，PLC控制系统可以广泛应用于家具﹑门窗和木模等制造行业。