北京西门子中国授权代理商CPU供应商

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引言 

落地镗床属于一种具有较高精密度的加工机床，其加工范围非常广泛，运动部件非常多，机械运动控制系统非常复杂。滑座能够沿左右方向运动、箱体可以沿上下方向移动、主轴前后运动或架径向运动均利用落地镗床内部七个电磁离合器和二个液压电磁阀组合调整齿轮箱和进给电动机正反向来进行操作。两个电磁离合器可以完成进给系统加快和减慢的速度调节。主轴电动机仅仅进行旋动，利用两个液压电磁阀组合完成实现较慢、慢、较、快四个速度档位的选择。两个液压泵，一个为润滑服务，另一个为液压服务。此外，进给运动可以完成手动／自动切换。原电气系统为三相半控全波整流装置、散件插板式结构，直流电动机换向采用直流接触器。控制回路是按一定的逻辑关系连接的继电器接触器控制系统，存在着设备体积大，动作速度慢，设备连线复杂的缺点。由于长期使用器件老化，故障率高，维修困难，严重制约了我厂生产经营状况。 

可编程控制器(PLC)是以微处理器为的通用工业控制装置，它将传统的继电器一接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通讯于一体，具有性高、通用性强、应用灵活、易于使用、维修方便、价格等优点，为工业自动化提供了近乎的自动控制装置。因此，采用PLC对落地镗床电气控制系统进行技术改造，很有益处。 

1 落地镗床系统的构成及功能 

系统设计以保证操作者人身、被控设备运行、满足客户要求为原则。设计中尽量减低系统造价，增加经济效益，达到落地镗床加工系统的、操作便捷的目的。为了达到上面所叙述的原则，系统选型如下： 

1)落地镗床电气控制系统采用德国SIEMENS公司西门子的STEP7—200CPU226PLC作为电气控制系统的，实现全部控制系统的信号采集、数据运算和逻辑控制功能； 

2)为适应工业现场环境。采用SIEMENS公司专为工业现场环境设计的触摸屏0P27触摸屏用来作为显示和监控界面。全中文图形操作，易学易操作，方便维护； 

3)采用英国欧陆公司的直流调速器为进给和主轴的驱动控制器； 

4)电柜内主要低压电器(如电机空开、接触器)选用公司产品，接线端子选用魏德米勒产品。该系统主要包括以下几个部分：辅助部分：包括润滑、液压、冷却等；主轴(镗轴)传动：轴进给控制；电控系统。 

2 落地镗床的电气部分改造方案 

2．1辅助部分 

1)润滑：该机床的润滑主要分为导轨润滑和传动装置润滑两部分。由液压泵(7Ml)、传动装置润滑电机(2IM3)、滑枕导轨润滑电机(2lM4)、主轴箱导轨润滑电机(2lM5)、x轴传动装置润滑泵(34M3)、Y轴传动装置润滑泵(33M3)组成。润滑系统的启停由系统自动控制。 

2)冷却：冷却部分由冷却泵(7M4)、主轴通风电机(21M2)、x轴通风电机(34M2)、Y轴通风电机(33M2)和Z轴通风电机(22M2)组成。其中冷却泵由操作站上的选择开关5lSAl4控制。通风电机在相关电机运行时自动启动，电机停止后延时停止。 

3)压缩空气：压力开关31SP2位于立柱之上，如果电柜面板上的指示灯HLl始终亮着，说明压缩空气充足(在0．2—0．45兆帕之间)，如果灯熄灭，系统报警。空压机在总断路器QFO合闸后通电启动。 

4)铁屑输送：铁屑输送机沿床身安装，受51SB90和5ISB91控制。由两台电机7M10和7M1 1实现输送控制。 

5)松／夹：本机床配有松／夹机构，被弹簧夹紧，液压松开。由夹紧油泵(28M1)和液压泵控制阀(28Y6A和28Y6B)组成。 

6)按钮站调整：按钮站的垂直调整由电机31M5进行，水平调整由3IM7进行。由按钮51SB5—5 1 SB8(按钮站)和52SB5—52SB8(床身上)控制。限位开关封锁纵向和横向限，不能限制上限。按钮站移动时，相隔滑枕0．8M。 

7)机床照明：由操作站上的选择开关51SAl9控制。此灯是附设的，不得作为主照明使用。 

2．2主轴(镗轴)传动 

由直流电机21M1驱动镗轴旋转，通风电机为21M2。电机转速可调。有两种工作方式：点动方式：在点动方式下，按下主轴正转或主轴反转按钮，镗轴旋转，松开按钮后停止；连续方式：在此方式下，按下正转或反转按钮，镗轴旋转直到按下主轴停止按钮。 

2．3轴进给控制 

该机床共有三个进给轴：轴(立柱进给)、y轴(主轴箱进给)和Z轴(镗轴和滑枕进给)。每个进给部分都是由一台直流电机、一台通风电机和一些润滑电机、电磁阀和离合器组成。 

3 落地镗床主传动控制的PLC改造 

1)主传动主控制电路 

主轴由30kW，400V直流电动机来驱动，采用英国欧陆全数字化的可控硅直流调速装置。系统采用速度环、电流环双环调节系统和无环流电枢可逆方式，所有参数通过键盘和显示单元进行调整或输入。主轴电动机的调速范围为1：18，转速n=1500r／min，转速n=83．3 r／min。由悬挂按钮站上的调速器进行无级调速。 

2)主传动控制的PLC外围电路设计为扩大机床变速范围，主轴有4挡液压机械变速，用旋钮SA6切换电磁液压阀YV1、YV2来实现变换机械挡位。主轴能正反向点转，点转时电动机的转速83r／min

引言 

由于当今的PLC拥有强大的优势、的工作性能和的功效，被广泛的应用于各行各业的自动化与现代化控制领域中，此外由于组态技术的产生和其与PLC控制的结合应用，使得应用PLC技术的控制领域不断向快捷与深层次的方向发展。 

1 粉碎机简介 

粉碎机是一种将较大尺寸的固体材料加工成较小尺寸的加工机械，按其种类主要可分为粗碎机、中碎机、细磨机、细磨机，其常用的加工方法主要有压轧式、剪断式、冲击式、研磨式等四种，另外为了保证粉碎机生产的与，其粉碎装置通常采用液压马达来驱动。目前粉碎机主要用于对冶金、建材、化工、矿山等多种行业的产品物料进行颗粒化或粉末化的加工与生产。 

2 组态与PLC结合的方案设计 

根据被控对象的工作过程，使用北京亚控公司的“组态王6.52” 版本的软件创建出对应的监控演示画面；其次对监控画面中各图素的变量参数进行设置，特别要注意各图素的寄存器类型名称必需与所设计程序中的I/O元件寄存器的类型名称要相同，并将各图素和其对应的变量参数进行动画连接；再次将组态王与PLC通讯的波特率选择为9600，选择奇校验方式且校验位数为7位，再通过RS232接口的数据线与三菱PLC建立实体连接；后使用FXGPWIN编程软件将所设计的程序传送到FX2N—48MR型的PLC中，之后将PLC的工作模式设置为运行状态，接着将创建的监控画面转换到VIEW模式，通过点击本画面中对应的按钮或开关就可实现对被控对象的实时监视与可控操作。 

3 应用实例 

3.1 粉碎机工作过程的简介 

液压马达带动粉碎装置运动，然后液压缸A伸出将物料推进粉碎腔，推完后缸A退回到原位，如再放入物料则继续伸出。粉碎后的物料落入压模槽中，当压模槽中的物料达到设定的重量时就停止进料即液压缸A停止伸出，此时液压缸B伸出对物料进行压缩，压缩完成后缸B退回到原位，接着液压缸C伸出将压好的物料块推出压模槽，然后缸C退回到原位时液压缸A方能继续伸出送料，如此循环。 

3.2 粉碎机的控制程序设计 

根据粉碎机的实际控制要求与工作过程以及PLC程序设计的基本要求与步骤，设计出对应的PLC控制程序。另外为了好的对程序进行设计与理解，对本程序中的I/O元件所对应的实际对象作了专门的注解说明，且程序中X与Y标号的元素含义是表示连接的某个实际的输入与输出元件。 

3.3 组态软件的使用 

3.3.1 根据组态软件的操作过程，先建立组态王新工程，然后完成设备新建的选型与配制即按照组态王新工程的安装提示在其设备的PLC选择栏中选择三菱FX2系列的PLC编程口和通讯用端口COM1，这就等于和实际的该PLC建立了连接，后根据安装提示完成其它内容的设置与选择。 

3.3.2 根据粉碎机的工作与控制过程，设计并创建其组态监控画面即从组态王图库中选择与本控制过程中元件名称相对应的图素，然后自行对所的选图素进行位置编排，具体设计画面见图1所示。本画面中的图素只表示对应实际元件的工作状态与过程，不表示实际元件的结构与物理连接，从而提高了画面设计的灵活性。 

3.3.3 根据设计程序中I/O元件的名称与标号，对本画面中的图素进行变量参数的设置与选型即给每一个图素定义一个对应的变量参数。另外将每个图素与其对应的变量参数进行动画连接，这样这些图素在本画面的VIEW模式下就可以对其进行操作了。 

3.4 应用实现 

在完成以上内容和其它相关的准备工作之后，根据方案设计先建立PLC与组态王的通讯连接以及其它参数的设定，接着将设计的控制程序写入到PLC机中，然后将PLC的工作模式设置为运行状态，再将组态监控的画面转换到VIEW模式（注：PLC运行后不能使用自身的监控模式，否则监控画面中的图素将操作无效），这样就可以对粉碎机的工作过程进行监视与可控操作了。此时按下监控画面中的开始按钮，就能看到画面中液压泵的图标色由红色变为，这表示泵启动；同时也看到PLC机上编号为Y7的输出端子指示灯被点亮，这表示实际的液压泵被启动，过一些时间后液压马达被启动，具体过程见图1所示。这样PLC依次执行各行程序，就能输出对应的操作，通过本监控画面就能很方便的对粉碎机的工作过程进行现场或远程的控制与监视，从而实现了较好的现代化控制。 

4 结束语 

通过将组态技术与PLC控制的有效结合，一方面工作人员能较好的对粉碎机进行监控操作，并较好的解决了实际工程应用中没有触摸屏可使用的问题，这大大的增加了对PLC控制方法的多样性。另一方面通过这样的应用结合，教师在教学过程中能很好的让学生掌握PLC与组态技术的具体使用方法与应用过程，还能较好的解决教学过程中内容抽象和无控制对象可展示的问题，终能将学生所学的知识进行融会贯通与应用提升

引言 

小浪底进水塔的两个渗漏集水池位于大坝的底部，潜水泵、离心泵等排水设备和原来的电气控制柜则位于集水池上方的渗漏排水泵房内。工作人员只能根据巡查情况，就地手动控制进行排水，由于小浪底进水塔渗漏水在水量和时间上有很大的随机性和不确定性(会依据天气和季节变化的不同而不同)，这就给操作人员和大坝的管理带来了很大的困难，曾经就出现过由于短时间内积水过多，大坝底部廊道内的部分设备被淹(包括渗漏排水设备本身)的情况，造成了很大的经济损失；且由于电气控制柜位于大坝底部，环境潮湿，渗漏水滴经常落到控制柜上，造成控制柜电气元件受潮，出现短路或拒动，给渗漏排水系统的控制带来了很大的麻烦。因此有必要将电气控制柜上移至进水塔塔面，改善运行环境，并将2个集水池的排水设备用一套控制设备来进行集中监控。控制系统主要采用自动控制方式，根据渗漏水量的大小及时启动排水量较小的潜水泵和排水量较大的离心泵进行排水，以保证泵房稳定的运行。 

1 工艺流程和监控要求 

1．1 工艺流程 

进水塔渗漏水量较小时，经过一定时间的积累，达到主用潜水泵启动水位2．40 m，用主用潜水泵D3进行排水；当水量增大时，达到备用潜水泵启动水位2．60 m，增加备用潜水泵D4进行排水；在此过程中，若水位回落到停泵水位1．5 m时，则停止潜水泵。若水量进一步增大时，以致达到主用离心泵启动水位2．80 m和备用离心泵启动水位3．00 m时，则分别启动主用离心泵D1和备用离心泵D2进行排水。此时潜水泵作为离心泵的充水泵，同时启动潜水泵D3、D4，打开充水电磁阀Z1(或Z2)，延时3 min左右并且达到一定压力要求后启动离心泵并打开排水电动阀门F1(或F2)进行排水，然后关闭潜水泵D3、D4和电磁阀Z1(或Z2)。在排水过程中，如果水位回落到停泵水位1．50 m，则关闭离心泵。在关闭离心泵时，要先关闭相应的电动阀F1或F2，然后再关闭离心泵。其渗漏排水设备布置如图1所示。

 
图1 进水塔渗漏排水设备示意图

1．2 系统要求 

整个系统由2个电力进行供电，控制设备对供电进行选择，以确保系统在任何一个电力电源正常的情况下都能够正常工作。 

在控制柜的控制面板上安装有自动／手动／触摸屏手动三位切换旋钮，以及各个设备的手动控制旋钮，通过控制面板和触摸屏可以对各个设备进行手动控制。 

在集水池中安装两套水位计，以确保在任何一套水位计正常的情况下，渗漏排水系统都能够正常工作。一套水位计采用节点式的，检测4个启泵水位和一个停泵水位；另一套采用模拟式的，不但可以在触摸屏上显示集水池的实时水位，而且还可以通过PLC内部的算法模拟出与节点式的水位计等同的水位信号，然后与节点式水位计的信号进行并联，以确保整个控制系统控制信息的性。 

当水位达到备用离心泵启动水位(即警戒水位)时，报警电铃自动鸣响，报警指示灯闪烁，工作人员发现警戒情况后，可以按下相应按钮，关闭电铃；但报警指示灯仍闪烁报警，直至水位回落到警戒水位以下。 

本系统的监控部分包括：两路电源的供电情况；2#明流塔和3#发电塔的水位高程及集水井水位信息；所有电气设备原件如两塔潜水泵、离心泵、电动阀、电磁阀等动作情况；正常时水流量及启泵后排水量的监控等。 

2 系统硬件构成 

本系统上位机采用Nematron公司的PV6100i系列触摸屏，下位机采用GE公司PLC。触摸屏可读取PLC中所有的输入、输出寄存器，内部寄存器等的值，动态显示水位高低，设备运行情况等，并能采集、显示水位信息和历史动作，方便工作人员的监控。PLC控制输入、输出信号的逻辑关系，控制接触器驱动现场的阀门、水泵等执行机构。二者通信时PLC出口为RS 485，触摸屏入口为RS 232。 

2．1上位机硬件构成 

PV6100i系列触摸屏拥有良好的人机界面，能在上提高一般控制系统或PLC工作站应用的综合能力。开发环境简单，可以与主流PLC进行无缝连接；支持多种USB设备。 

该系统采用的触摸屏特征参数为：4线纯电阻式触摸屏；宽屏幕800×480；TFT液晶人机界面；24 V直流供电；128 MB闪存；68 MB DDR2随机存储器；自带32位的RISC400 MHz处理器；支持多种接口：1个串口COM1(RS 232／RS 485 2 W／4 W)，串口COM2(RS 232)，串口COM3(RS 232／RS 485 2 W)；1个USB主从机接口；支持SD卡等。 

2．2 下位机的硬件构成 

本控制系统主要有一个PLC控制柜和一个动力柜组成。新控制系统把2个泵房中的电动阀、电磁阀、潜水泵、离心泵等用信号电缆和动力电缆分别接入PLC柜和动力柜内。 

系统PLC采用GE Fanuc公司生产的系列90-30PLC。该系列PLC具有强大的功能，能满足各种工业解决方案的要求，已有的记录表明它在200 000多项应用中被采用。 

通过对系统的输入设备和控制对象的分析，本系统选用IC693CPU350型CPU，共用2个开量输出模块，4个开关量输入模块，1个模拟输入模块，安装在1个10槽基架上。其中实际使用输入62点、输出28点、模拟输入2点。具体选择PLC硬件模块如下： 

(1)CPU模块型号：IC693CPU350，该CPU基于的386EX处理器，能够实现快速计算和大吞吐量； 
(2)背板：选用1块10槽的IC693CHS391背板，用于支持各模块的安装； 
(3)电源模块：选用IC693PWR321，为PLC系统提供充足的电源； 
(4)离散量输入模块：选用4块IC693MDL645，用于接收现场各个离散量信号； 
(5)离散量输出模块：选用2块。IC693MDL741，用于控制现场的各个设备； 
(6)模拟量输入模块：选用IC693ALG221，用于采集2个集水池的水位高度信号和2个泵房的排水流量。 

3 系统的软件构成 

3．1上位机软件 

上位机采用触摸屏内置屏幕设计程序ViewBuilder 8000进行界面编程。它具有丰富的图形库和强大的图形组态工具，支持报警管理、管理、趋势管理、菜单管理等功能，使得开发和应用管理加方便。触摸屏编程时，通过USB接口与PC机相连。 

本系统人机界面的设计包括主界面的设计、实时参数显示设计、实时曲线设计、历史记录设计等；系统的画面设计所应用的主要元件包括字符串设定、触摸键设定、画面切换、数值显示、历史曲线及历史趋势图等。 

系统设计了2个渗漏排水泵房中各个设备的手动控制界面，根据渗漏排水泵房内排水设备的实际位置设计了画面，动态显示出现场的潜水泵、离心泵、电动阀、电磁阀等设备的开关状态，并实时显示水位的高度、流量的大小。还设计了2个泵房的联合监控界面，便于用户的操作(其中水位高程为集水井水位再加一个基准高程)。各个界面下设有切换按钮，可以方便地切换到其他界面。并且利用触摸屏的数据记录功能，记录水位、流量信息及潜水泵、离心泵、电动阀、电磁阀等设备开关时间信息等，并形成实时和历史趋势画面；可定期导出历史数据，经过处理后形成Excel文档，便于在PC机上进行后期分析处理。 

3．1．1 参数设定： 

由于ViewBuilder 8000软件适用于几个系列的机型，在编程开始时，要选择与本项目所对应的机型。本项目使用的是PV-6100i系列触摸屏，故选择PV-8070iH／PV-6100i／PV-8100i(800x480)，并选择相应的PLC类型(GE Fanuc SNP-X)。 

设置通信参数：触摸屏的通信参数与PLC一致，否者二者不能进行通信。接口类型为RS232，采用COM1口通信，波特率为19200b／s，数据位8位，奇偶校验为奇校验，停止位1位。 

3．1．2 相关信息的采样与显示： 

水位信息的采样与显示：本系统的水位信息采样分为2部分：周期采样和触发采样。 

(1)周期采样。PLC将水位传感器采集到的2#明流塔水位高程、集水井水位以及3#发电塔水位高程、集水井水位等水位信息分别存入其内部寄存器R1，R3，R5，R7当中。每隔120 min，触摸屏进行数据采样，通过读取PLC的内部寄存器，可获得水位信息，还可以保存读取到的数据，以历史数据的方式显示以往的水位信息，方便工作人员分析水位速度和趋势。 

(2)触发采集。一旦2#明流塔或3#发电塔的水泵启动工作，便触发相应塔的水位信息采样，每隔1 min，触摸屏就读取分别保存在PLC的内部寄存器R1，R3，R5，R7中的水位信息，进行1次采样。这样可以获得泵启动后水位变化的实时信息，便于工作人员掌握水泵的排水量和排水能力。并保存读取到的数据，方便工作人员的查询。 

动作采样及显示：触摸屏可以读取PLC的内部所有输入寄存器，输出寄存器，内部寄存器的值，并存储在自己的寄存器当中，当PLC的输入输出状态发生变化时，其寄存器的值就会发生改变，触摸屏便采集并保存下来，工作人员可以方便的查询设备何时动作、何时恢复原状态，充分掌握该系统的运行情况。 

(3)历史数据、历史动作的显示。触摸屏在对信息采样的同时，便将这些信息保存在自己内部寄存器中，工作人员可以查询180天以内的所有水位信息和动作信息。也可直接用U盘下载采集到的保存在触摸屏内的水位信息的历史数据及历史动作，利用相应软件，将下载数据转换成Excel文件，便于工作人员进行研究分析，也便于将资料归档整理。 

3．2 下位机软件 

本系统下位机软件采用bbbbbbs操作系统下的VersaPro2．0进行编程调试工作，该编程软件拥有良好的人机操作界面，编程简单易行，便于用户的调试、维修、改造等工作。软件由主程序和六个子程序构成，主程序用于系统初始化、数据处理、通信、报警输出和调用子程序等；六个子程序分别用于对两个泵房的设备进行自动控制、手动控制和触摸屏手动控制。软件流程图如图5所示，其中水位高度为集水井水位高度。 

4 联合调试 

在系统联合调试过程中，通过触摸屏显示的信息，发现有些开关量的状态的很不稳定，出现触摸屏多次重复记录信息或记录有误的情况。比如，系统设定，当水位达到2．4米时，2#主潜水泵启动，2#水位触发采样进行。然而在分析触摸屏记录的2#动作信息和2#触发采样水位信息时发现，在一个很短的时间内，2#主潜水泵输入状态在“开”、“关”之间反复转换，相应记录的触发采样水位信息也很混乱。在分析了可能是水位不稳，水以波状形式冲击水位传感器的缘故，在PLC控制程序中，加入了防抖动程序，解决了该问题。 

5 结语 

系统经过改造后，可以在进水塔塔面的控制室内对两个渗漏排水泵房内的设备进行集中监控，改善了系统的运行环境。该系统采用的以GE 90-30 PLC为构建自动／手动控制系统，操作简单，维护方便，运行稳定，大大减轻了操作人员劳动强度。触摸屏的友好界面和历史数据记录功能，不仅给操作带来了方便，而且记录了泵房的运行状况，给自身系统的分析、事故排查、乃至水工物的分析提供了的数据来源。该系统投运一年多来工作稳定正常，用户反应良好

一、引言 

管类结构具有强度高、刚度好、节省材料以及外形美观等特点，其成型加工性也很好，所以各种金属管材为主的中空截面型材被广泛应用于航空航天、车辆、石油化工、家具及交通运输等领域。管材弯曲加工是通过局部变形来产生整体连续变形的管件成型方法。管材弯曲加工方法的种类很多，按成型方法可以分为滚弯曲、模弯曲和无模弯曲三种；按弯曲时是否加热可以分为冷弯和热弯；按弯曲时有无芯棒可以分为有芯弯管和无芯弯管。近年来还出现了零半径钢管弯曲加工、热应力弯曲和激光弯曲等新的弯管技术。随着经济的发展和加工技术水平的提高，各行各业对各种型号弯管的需求增长，对管材弯曲成形质量和精度，对管型加工效率都提出了越来越高的要求。弯管方法也由原来的手工弯制转变为现在的数控装备自动弯管，管件质量和生产效率都得到了大提高。 

二、项目简介 

2.1 行业介绍 

今年，我国机床工具行业的产品结构水平持续提升，技术能力显著增强，但在看到这些发展成就的同时，一系列制约行业发展的问题也随之而来。我们管材行业也有待提升发展进步，弯管机液压弯管机、全自动弯管机、数控弯管机、切管机、缩管机、金属圆锯机，行业技术有待加深技术发展。 
2.2 客户需求 

在参数设置模块中要实现以下功能： 

1、提供XYZ和YBC两种坐标方式的管形参数输入、显示、编辑和转换功能。 

2、合理组织各类参数，提供简单方便的参数输入人机接口。对输入的参数作工艺性检查，对不合法的参数输入作警告的提示。 

3、由管形参数自动计算管件长度和加工所需管料长度。 

4、可输入14弯以下不限弯次的管形数据 

5、其它功能如保存和加载各种参数。 

2.3 解决方案 

弯管机的控制由永宏PLC完成，通过PLC的输出点控制电磁阀来控制油缸，间接的控制油路系统，驱动执行机构的动作。高速脉冲输出控制伺服驱动器动作。 

2.4 方案背景 

永宏PLC便利的梯形图编程指令，大大提高了编程的效率，增强了程序的可读性。深受广大中小型PLC用户的青睐。 

对于常用的2位3通电磁阀，永宏PLC直接通过输出触点便可控制。永宏PLC支持高速计数输入，大可达920KHz。永宏PLC单机多可有4组硬件高速计数器及4组软件高速计数器。 

永宏PLC具有NC定位语言，单机大四轴高速脉冲输出，频率可达920KHz，具多轴同动与直线插补功能。 

永宏PLC具有强大的通讯功能，通讯速率可达921.6KHz，支持Modbus、自用通讯协议等常用的数据通讯协议，任意配置常用的RS-232和RS-485通讯拓展口。永宏PLC通俗易懂的指令集，可以简单便捷的完成PLC主机与其它设备的通讯。

设备控制级按照工艺控制功能要求和分散控制的设计思想，配置如下：公用设施部分（如大包、液压站、冷床等）采用一台GE 90-30 PLC控制；分流设施部分（从结晶器至出坯辊道全线）各采用一台GE 90-30 PLC控制，四流共四台，以保证当任设备故障时，不会影响其他三流的正常工作；应用户要求，增设供仪控的一台GE 90-30 PLC集中控制，取消模拟盘和二次仪表柜。我们选用的GE 90-30 PLC，采用386CPU，具有很强的运算功能，如内装PIＤ，结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作。PLC之间也通过工业以太网进行彼此之间的信息交换。 

每台PLC则采用现场分布式I/O结构，即Genius Field Control现场I/O，GENIUS总线网是GE FANUC有特色的PLC网络通信方式。它是一种点对点的“令牌总线”系统，传输速率为153.6KBPS。网络长度可达2.3KM。每个网段多可挂31个I/O站。配制灵活，功能强大。利用GENIUS总线将PLC所要采集和控制的点分散到现场操作台、箱中。在现场操作台、箱内设置I/O站，这样由操作台、箱通过端子外引的控制电缆可大大减少（少时，只有I/O站电源电缆和通讯电缆），不仅简化了外部管线，节省投资，方便维护，也进一步提高了系统的性。 

1.2 系统软件 

PLC控制级编程软件LOGICMASTER90-30编程软件包，具有很强的编程和组态的能力，操作界面清晰直观且提供了帮助键，易于掌握。即能对PLC主机架组态也能对GENIUS I/O站进行组态，为GENIUS I/O购买附加软件。该编程软件包采用了结构化的程序结构，可允许8层嵌套，256个程序块。指令功能丰富，除常规的编程指令外，还提供了COMM-REQ通讯指令，供用户编制通过以太网传送的PLC之间的通讯程序。上位机软件选用了目前工业自动化领域中较为常用的美国ｗａndｗａre公司生产的Intouｃｈ软件，这是一种基于PC机的监控组态软件，用户可以利用它提供的各种便利功能，在操作站上对整个连铸生产工业过程的运行参数和状态进行集中监控，包括参数的设置、报警，报表的打印等过程。 

2 系统主要功能 

根据连铸工艺控制要求，计算机控制系统主要包括以下功能： 

（1） 生产过程的数据采集（如钢水温度、重量，冷却水压力、流量，主要传动装置的速度等）；（2）在线实时控制（主要控制内容如：大包、二冷水、拉矫机、引锭杆、火焰切割、传输轨道、移钢、推钢等）；（3）生产管理（包括实时生产报表打印、故障记录、多媒体语音提示等）。要求系统具有快速性、实时性、性、灵活性和网络化功能。具体要求如下： 

2.1控制内容 

2.1.1分流部分 

钢水液面及电磁搅拌控制。 
二冷水（足辊、一段、二段、三段）流量控制， 
定尺切割和火焰切割自动控制， 
拉矫机速度和结晶器振动控制， 
引锭杆、传送辊道控制； 

2.1.2公用部分 

公用数据采集，如大包温度、钢水重量的数据采集 
大包转台和中间包小车控制， 
冷床控制； 
液压站控制。 

2.2 生产过程管理 

2.2.1 参数设定和修改 

将工员提供的不同钢种和截面工艺参数值制成表格存放在计算机中，操作人员可根据生产要求：选出当前浇铸所需的钢种和截面等参数，实时显示钢水液面、铸坯表面温度、拉速、结晶器振动频率、定尺长度、二冷水PIＤ调节参数等，并可在线修正各种设定参数。 

2.2.2 操作监视 

操作站上的监控画面由主画面和30多幅子画面组成，直观反映了1＃连铸机的全流程生产线。 画面之间的切换用鼠标简单的击点工艺画面键或功能指示键即可。系统操作十分简便。 

画面主要功能有：反映设备状态的生产准备画面，如送引锭、浇铸准备，并具有一定的操作指导作用；反映实时控制的生产流程图，如工艺总貌图、大包系统画面、拉矫机和结晶器系统画面、活焰切割系统画面、出坯系统画面、推钢和移钢系统画面、液压站画面、二冷水控制画面，并具有动画显示和在线帮助功能，如大包转动、正在浇铸的铸坯的移动位置、火焰切割过程、推钢、移钢动作等，动画实时地反映整条生产流程的工作状态；反映网络系统配置的示意图，监视操作站和PLC的工作状态，并监视操作站与PLC、PLC与PLC之间的通讯网状态，GENIUS总线的工作状态和各I/O站的工作状态。为网络系统的维护提供直观的帮助。 

2.2.3 实时趋势和历史趋势： 

对主要的过程参数编制实时趋势和历史趋势曲线，存储时间按若干小时设定，便于对故障进行分析或优化工艺参数的设定计算； 

2.2.4 系统报警功能 

在连铸浇铸过程中，各类工艺参数或设备发生异常时，除了它们所在的画面会自动显示出来，故障总表中会记录鼓掌发生的时间、来源和恢复的时间，此外，还伴有多媒体语音提示操作人员。便于及时找出故障原因并予以排除，提高了现场处理故障的能力。 

2.2.5 报表打印 

按工艺要求，实时或定时打印生产报表。如班作业报表、月作业报表和故障信息等。 

2.2.6 多媒体语音功能 

操作站具有多媒体功能，主要生产参数发生异常、主要设备起动或发生故障时，操作站上的语音系统会自动提示现场人员注意或及时处理问题。 

3 结束语 

杭钢转炉分厂1＃连铸机计算机自动控制系统充分运用工业网络、现场总线技术和多媒体技术，将PLC与操作站、PLC与PLC、PLC与分布式I/O站地连接起来，实现快速、准确的控制。尤其是FIELD CONTROL GENIUS总线的应用不仅优化了整个控制系统，而且节省了大量的物力和财力；重要的是为“三电”调试人员提前进入现场进行调试，提供了必要的条件，赢得了宝贵的调试时间。实现了“三电”调试和机械设备安装同时进行、同时完成的目标。满足了用户“机械设备安装完成，即生产”的苛刻要求。自2000年6月2日提前投产以来，系统运行稳定。至6月30日，就已累计生产合格连铸坯2426。6吨，实现了一次投产，一次成功的目标。 

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