呼和浩特西门子中国授权代理商电源供应商

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PLC（即可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller）是用来取代用于电机控制的顺序继电器电路的一种器件。PLC通过检查输入的状态来控制它的输出点的闭合与打开。用户输入一段程序（通常是通过软件），PLC就给出相应的。 


PLC在实际中用的很多。只要有工业的地方，就有PLC存在的机会。如果你就在机器制造、包装、物料输送、自动装配等行业中工作，那么你可能已经在使用它了。如果没有的话，你就是正在浪费和时间。几乎所有需要电气控制的地方都需要PLC。 

例如，我们设当一个开关闭合时，我们想让一个电磁阀先开启5秒钟，然后闭合，而不管开关处于什么状态。我们用一个简单的外部定时器就可心完成这一动作。但是，如果该过程有10个开关和10个电磁阀呢？我们需要10个外部定时器。如果在这一应用中也需要对开关的打开次数单计量呢？我们需要大量的外部计数器。 

可以看出，一个控制过程越复杂，我们就越需要使用PLC。使用PLC，我们可以很容易地对它的输入计数，并且在的时刻开启电磁阀

2. 工作原理：
中水处理系统是将生活污水还原成中水的处理过程。应用过的生活污水被集中在调水池中，由充氧机进行充氧。充氧后的水由提升泵提至生化池，由充氧机进行两级生化。在处理过程中还要对生化过的水进行加药，，搅拌等工序，使其能够达到二次使用的可能。处理过的中水由加压泵打到回用池中，由供水泵供给用户在利用。（主要用为冲厕或绿化用水）
3. 系统要求：
a. 调节池曝气机
* 2台（一用一备）380V/1.6KW 要有手/自动切换
* 手动方式：手动控制两台曝气机的切换及每台曝气机的起停。
* 自动方式：自动控制两台曝气机的切换。
要求：当运行曝气机出现热保护时自动转换为备用机。
曝气为间歇方式，曝气半小时，间歇15分钟，以保证生物菌存活。
b. 生化池曝气机
* 一级生化池 2台 380V/2.9KW（一用一备）
二级生化池 2台 380V/1.6KW ( 一用一备)
* 手动方式：手动控制曝气机起停。
* 自动方式：自动控制两台曝气机的切换。
要求：当运行曝气机出现热保护时自动转换为备用机。
曝气机白天12小时连续运行，夜间进入休眠状态，每隔一小时曝气10分钟。
c. 提升泵
* 2台（一用一备）380V/2.2KW 要有手/自动切换
* 手动方式：手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。
* 自动方式：自动控制两台泵的切换。
要求：当运行泵出现热保护时自动转换为备用机。
由PLC根据液位自动控制泵的起停（高起低停），泵的起停与调节池，生化池液位联动，防止溢水。
d. 加压泵
* 2台 （一用一备）380V/1.6KW 要有手/自动切换
* 手动方式：手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。
* 自动方式：自动控制两台泵的切换。
要求：当加压泵出现热保护时自动转换为备用机。
由PLC根据液位自动控制泵的起停（高起低停），泵的起停与提升泵，供水泵，回用池液位联动，防止溢水。
e. 中水供水泵
* 2台（一用一备）380V/3KW 要有手/自动切换
* 手动方式：手动控制两台泵的切换及每台泵的起停。
* 变频恒压供水方式：系统管网压力设定时水泵减速运转；设定加速运转，一台泵无法满足流量值时另一台泵自动投入运转保系统压力达到设计要求。由PLC根据液位自动控制泵的起停（高起低停）同时与其它泵联动。系统有高低报警及变频器故障自动切换到工频的功能。
f. 反冲洗泵
* 1台 380V/5.5KW 手动控制
g. 加药，计量装置
* 1台 计量泵 220V/0.5KW 与加压泵联动控制
* 1台 搅拌器 220V/0.35KW 手动控制
h. 自来水电磁阀（一个）
回用水池低液位时由PLC控制自动打开电磁阀进行。
4．设备选型
根据以上的技术要求和对整个系统的分析，系统的输入点36个，输出点20个，因此决定选用36入/24出的可编程控制器。这个系统许多的PLC都可满足技术要求。但为了节约成本，在性价比上达到，我们选用了LG的K80S系列PLC K7M-DR60S。原因是LG的PLC价格，编程软件（可省掉编程器），现场调试方便（由笔记本电脑完成）。编程语言绝不亚于其它PLC。

    根据宁波盈展精密薄板有限公司的实际情况及工艺要求，系统采用当今世界行的并成熟的由工作站计算机（IPC）与现场控制器（PLC）结合组成的集散控制系统。该系统的硬件和软件具有开放性、多层次性、模块化结构的特点和强大的扩充能力及容错性。系统由上位机工作站和现场PLC控制站二级组成，以实现集中监测管理和分散控制。这样克服了集中控制系统危险度集中、性差、不易扩展和控制电缆用量大等缺陷,实现了信息、调度、管理上的集中和功能及控制危险上的分散。当上位工作站计算机出现故障，PLC站能立、稳定工作，从根本上提高了系统性。
    
    根据设备安装位置及工艺流程的要求,电气系统分上位机和下位机两大部分,上位机采用研华的工控机,下位机系统分为主控制柜和控制线路柜以及电力负荷开关柜.控制线路柜装有一台可编程序控制器用于监控各工艺流程、设备的实时运行情况及状态,对液位、压力、流量、水质等工艺参数的采集和显示以及控制参数的设定.控制线路柜装有可编程序控制器,用来作为对各点数据的采集并通过Modbus通讯协议与主控室的上位机和可编程控制器通讯,在主控室的上位机PC机通过组态软件（MCGS）对设备的现场状况进行显示，以达到异地控制模式人机互动的效果。
 
三、系统组成
 
    1、工作站计算机
   
    •；工作站计算机选用闽台研华（IP610P）工业计算机P42.8/80G/1G/19”LCD/CP202I。
    •； 操作系统：中文MICROSOFT bbbbbbS/9X、bbbbbbS/NT；
    •；工控组态软件：采用国产MCGS工控组态软件（1024点,开发运行WIN98/NT版）。
    •；MCGS版工控组态软件是由用于系统监视、监控和数据的工控软件。它可以运行于WinNT平台下。MCGS优化了OLE、ODBC和DDE技术,并结合了微软技术。它提供了面向对象的动画功能、图象、开放的数据库格式和DBF历史数据储存，从而改进了传统MMI功能。

    2、PLC控制器
    本系统所选现场控制器为奥地利贝加莱工业自动化有限公司（PCC2005）系列可编程计算机控制器，PCC2005控制器有强大的运算及PID计算功能，保精密计算及高速度控制要求。贝加莱（B&R）是一家总部设在奥地利萨尔堡，生产和提供自动化和工业控制设备的跨国公司。她在欧洲、美洲、非洲和亚洲的50多个国家里都设有跨国分部和众多的合作伙伴。凭借在自动化领域多年的专致投入和丰富经验及世界的成千上万的控制系统，B&R因其的性能及技术而业界。

一. 引言
PLC作为工业现场的控制器,以其性能稳定,编程简单,结构紧凑,通用性强等优点,已得到了广泛的运用;而计算器在图象处理,报表打印,中文显示等方面具有很强的功能;在现代的控制系统中,已经在很多地方将两者结合起来使用,充分发挥两者的优势,因此,PC和PLC之间的通信显的尤为重要,大多数PLC的通信协议都采用的是MODBUS,而松下FP系列采用的是其的MEWTOCOL-COM协议.本文通过实例详细讲解了利用该协议,达到PC和PLC通信的目的.

二. 松下PLC的通信协议
松下FP系列PLC的通信协议是采用松下公司的MEWTOCOL-COM协议.在该协议中,数据传送采用的是ASCII码形式,由计算器发送指令,PLC接受到指令后,自动进行相应的响应,计算器根据PLC的响应,可以得知PLC是否正确执行了刚刚发送的指令,这样就构成了一个交互式的操作,以确保PC 与 PLC之间的通信正常. MEWTOCOL-COM的指令格式如下:
指令信息:
 

应答信息(正常时):

 
应答信息(发生错误时):

 
其中, “ % ”为起始符号,标记每一帧报文的开始. “ CR ”为结束符号,标记每一帧报文的结束. “ AD ”为每一站PLC的地址,用两位十六进制数表示,如 01 则代表台PLC. “ # ”, “ $ ”, “ ! ”标记该帧报文为何种类型,其分别对应为:指令信息,应答信息(正常),应答信息(错误). “ BCC ”为校验码,为两位十六进制数,其初值为“ 0 ”,然后从起始符开始与该帧报文中每一字节按位进行异或运算得到的.

三. PC端VB程序的编写
PC端的程序我们采用VB6.0 和 MSCOMM32 控件来编写.VB的通信控件MSCOMM32提供了简单的串行口通信功能,使用它可以建立与串行口的连接,通过串行口连接到其它设备,发送命令,接受资料,以及监视和响应串行通信中发生的事件和错误等.我们只要通过上位机的程序,向PLC按照MEWTOCOL-COM协议规定的格式发送命令,PLC就可以作出相应的响应.为了使读者能够清楚的了解两者之间的通信,现举例如下

PLC控制的恒压变频供水系统
1.人工操作存在调节滞后，整个系统稳定性差，自动化程度低，使得溢水管经常排水造成资源浪费；
2.水泵定速运行，不仅造成电能的浪费，而且由于泵长期高速运行，易使轴承损坏，影响泵的使用寿命，且备用水泵出现过锈死的现象；
3.每年夏天用水高峰时段水压不能得到保，当出现了突发性电网故障时，由于水量不足给住户生活造成不便；
为了提供恒压供水，因而对生活小区供水系统进行改造就显得非常重要。
二、系统要求：
1.原供水系统
原供水系统采用两台（一台备用）７.５KW电机控制水塔水位，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达到调节水压供水，系统中电机采用硬启动，且供水中只有一种压力。
2.改造后供水系统要求
(2)水泵工作时可由变频运行转换为工频运行，也可由工频运行转换为变频运行，工频运行与变频运行之间有连锁控制。
(3)当电机由变频运行切换至工频电网运行和由工频电网切换到变频器电动运行时，有一定的延时，进行速度稳定后接触器才自动合闸，以防止操作过电压和电机高速产生的感应电势损坏电力电子器件。
(4) 具有自动、稳定、节能、经济等。

三、改造方案确定及系统的构成
1.改造方案
(1)根据系统节能、经济的要求选用三台10KW电机控制三台水泵进行供水。其中一台备用，当用水高峰时两台水泵运行以满足水压要求，用水低峰时一台水泵运行，实现节能目的。
(2)选用PLC、变频器、压力传感器、时控开关作为控制单元，实现出水管网压力的自动化控制，水泵之间的自动切换和阀门的自动开关等，大幅度提高设备的自动化水平和度。
2.系统构成
变频器是调速设备，其主要作用是通过改变输出电源频率而对电机，水泵实现无级调速，达到随用水量变化而自动调节电机、水泵转速，使管网保持恒压的目的。另外，系统通过软硬件实现过压过流过热等较齐全的保护功能，以及对电机实施热启动，每台水泵均具有变频，手动等操作功能。从而，根据用水所需的压力来调节电机速度控制压力，达到节能的目的
四、系统改造
1.元件选型
(1)时控开关选用LT311A型时控开关。它为单片机可编程时间控制器，具有24个可预置的时间程序，按顺序设置可组成12对定时开关。其中1～8程序组成4对定时开关为路输出，9～16程序组成4对定时开关为二路输出，17～24程序组成4对定时开关为三路输出，若将三路输出合并为一路使用，可实现每天12次开12次关的定时控制
(2)压力传感器选用PS4型压力传感器，该传感器具有开关量与模拟量输出功能，传感器的测量范围为0.3~0.8Mpa，外形引脚如图四所示。其开关量输出可通过压力预置，当检测到的压力达到预置压力时开关闭合。
(3) PLC选型：根据系统输入输出点数选择。时控开关有三个时控输出信号，再加上启动、停止，手动控制三台电机及六个电磁阀等共计有22个输入点，22个输出点；另整个系统对PLC没有特殊功能指令要求，因此可选择经济小型的FXON-60MR型PLC。
(4)根据电机的功率选择变频器：电机功率为10KW，可选本三菱公司的FR-A540-10KW变频器，其变频器本身具有制动功能，可不用外接制动元件。
2.全系统控制
(1)时间压力匹配控制
①时控开关时间设定：0:00~5:00,11:00~14:00,21:00~24:00为1~6组时间程序，由路输出；5:00~8:00,14:00~17:00为8~11组时间程序，由二路输出；8:00~11:00,17:00~21:00为17~20组时间程序由三路输出。然后接于PLC输入端的X10、X11、X12端子。
②压力设置分别为0.38MPa、0.5MPa、0.47MPa、0.52MPa、0.48MPa、0.53MPa、0.42MPa，其实现可通过PLC输出的开关量信号来控制变频器2端子输入电压大小以达到实现的目的
③变频器在某一时段给定压力后，与压力传感器检测到的压力信号反馈到变频器的4端子进行比较，可随时调整变频器输出频率，以达到实际压力与给定压力相等，从而实现了变频器的PID控制。
(2)变频运行与工频运行的转切换
当电机的变频供电频率上升到工频运行时，则PLC控制继电器断开变频器的供电，直接由电网进行供电，当供水管压力还达不到要求时，二台电机变频启动运行。根据现场实测情况有如下特点：当压力达到0.5Mpa时变频器输出频率为工频，此时要求将变频运行切换成电网供电运行。其实现是将压力传感器设定值为50Hz，通过传感器开关量的输出来控制PLC，实现电机变频与电网运行的切换。
5)变频器程序设置如下：
Pr79=2；(操作模式选择外部操作模式)
Pr128=20；(PID控制动作选择负反馈)
Pr129=300%；(PID比例范围)
Pr130=180s；(PID积分时间)
Pr134=3s；(PID微分时间)
Pr1=10Hz；(下限频率)
Pr2=50Hz；(上限频率)
Pr904=0mA;0Hz；(传感器输出校正)
Pr905=16mA;50Hz；(传感器输出校正)
五、结束语：
采用该PLC控制的恒压变频供水系统肯定能保证小区用户的用水，同时很大程度上降低了维修的劳动强度和延长了设备的使用寿命，实现了真正的自动控制，不仅可解决了现供水系统存在的问题，而且节能效果显著。因此，从节能和改善用户的生活条件上有着重大的。 

2. MSComm控件简介
Microsoft Communication Control (简称MSComm)是Microsoft公司提供的简化bbbbbbs下进行串行通讯编程的ActiveX控件. 　　　　　ActiveX是bbbbbbs下进行应用程序开发的崭新技术,它的内容是组件对象模型COM。 ActiveX控件包括一系列的属性、方法和事件，使用ActiveX控件的应用程序和ActiveX控件之间的工作方式是客户/服务器方式，即应用程序通过ActiveX控件提供的接口来访问ActiveX控件的功能。
MSComm控件实际上是一些bbbbbbs API函数的集成，它以属性和事件的形式提供了对bbbbbbs通讯驱动程序API函数接口，为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。因此，程序员只需在程序中设置和监视MSComm控件的属性和事件即可完成对串口的编程。
MSComm控件提供了两种处理通讯的方法：一是事件驱动方法；一是查询方法。

2.1事件驱动法
OnComm事件是MSComm控件提供的的事件，当有数据到达端口或端口状态发生改变或有通讯错误时，都将触发OnComm事件，以和处理这些通讯事件和通讯中产生的错误，通过查询CommEvent属性值，可以获得关于通讯事件和通讯错误的完整信息，进而进行处理。这是一种功能很强的处理串行口错误的方法，具有程序响应及时，性高的优点。

2.2查询法
MSComm控件的CommEvent属性返回通讯中产生的事件和错误类型，由控件自动检测和跟踪通信状态后设置。然后由控制软件进行分析和处理。

3. OMRON PLC串行通信协议
本例使用RS-232连接实现上位机链接.(1:1连接)

0 引言
ACCU轧机是采用两辊斜轧工艺、广泛应用于无缝钢管生产线的世界上的轧管机。它将穿孔后的毛管插入芯棒后喂入轧机，在轧辊与导盘的协同作用下前进并延伸，将毛管轧成薄壁管材。由于用长芯棒生产，管材内壁光滑无刮伤。ACCU轧机机组控制设备较多，且设备工艺间连锁关系复杂，是钢管热轧线上的机组。该机组与相邻的穿孔、定径机组也存在实时数据交换，连续作业需求使其自动化与实时性要求高，因而对它的控制只适于用的自动控制装置来完成。当今，ACCU轧机控制系统主要设备一般都采用计算机集散控制系统DCS或可编程控制器PLC两大类。应用DCS系统时，ACCU轧机的控制分布于局域控制网的一个或多个工作站，而局域网上同时挂接轧线上其它机组的若干工作站，操作员站和工程师站提供了人机接口，通过操作员站或工程师站的键盘可输入各类操作命令和数据、调用状态画面，结果可在CRT上显示及打印。应用这种实现模式，系统控制与管理功能都较强，但缺陷是投资大且通用性与可移植性差；而应用PLC时，投资则相对较低且随着PLC与网络技术的不断发展，基于以太网的PLC网络逐步普及开来，不但利用了单体PLC功能的长处，集中管理功能也大为加强，各控制系统之间集成方便。GE 90-30PLC是GE Fanuc系列90可编程控制器家族中的一员，它、性能高，不仅其CPU具有内置PID、间接寻址、中断控制等强大的功能，并且除了多种类型开关量及模拟量I/O外，还有轴定位模块、Genius通讯模块等功能很强的特殊模块供选择。对于如ACCU轧机控制这类复杂的工业自动化应用场合而言，能提供经济有效的解决途径。本文以某公司已投入在线作业的ACCU轧机系统为例，描述了机组工艺流程、控制系统功能需求和采用GE90-30PLC作为基本控制单元的整个控制系统设计及实现。
1 机组工艺流程
ACCU轧机机组主要设备分布如图1-1所示。机组主要工艺流程如下：穿孔后的毛管经星轮翻料机→月牙挡料钩→横移链→对齐辊道→对齐辊道翻料钩→予穿台→芯棒插入→毛管步进梁→入口台限动小车启动→芯棒夹钳动作、芯棒予旋转启动→斜送辊升起并旋转→限动小车前进到2.85米（可设定）限动位置→主机负荷继电器得电→导盘润滑启动、机内定心夹紧、1-3号芯棒夹持器闭合、限动小车以低的限动速度运行→开始轧制→停芯棒旋转、斜送辊降下并停转→轧制完成（负荷继电器掉电）→限动小车高速回退→芯棒夹钳打开→限动小车继续回退到Home位置停止→管子在出口台→拖出辊升起并旋转、上导板打开→管子送往定径机入口辊道。
同时回抽芯棒由毛管步进梁→1#冷却辊道→1-3#冷却辊道依次启动→芯棒送到冷却台架→芯棒冷却旋转→冷却步进梁→芯棒润滑及定位辊道→定位辊道翻料钩→予穿台（供下次芯棒插入使用）。
2 系统控制范围与功能需求
ACCU轧机电气传动与自动化系统控制范围总体包含以下装置：直流可控硅调速控制装置、交流传动控制装置、交流变频调速控制装置、自动化控制装置、液压控制系统、干稀油润滑电控装置。按系统控制功能需求，应满足如下控制功能：速度曲线设定、位置调整及显示、顺序逻辑控制、交直流传动调节、故障诊断及报警。所有设备可分为两大类：
A． 在线设备——指相关信号进PLC，根据在线逻辑控制其动作，对交直流传动而言，将控制其启停和完成相应的速度曲线。
根据ACCU轧机设备布局与工序之间衔接关系，在线设备划分为以下7个控制区域：
1） 横向输送链区。区域设备包含月牙挡料器、毛管横移链、对齐辊道及对齐辊道翻料钩；
2） 入口台区。区域设备包含限动小车、限动小车芯棒夹钳、芯棒予旋转、1#-3#芯棒夹持器、导盘润滑、机内定心；
3） 芯棒插入区。区域设备包含1#-2#芯棒支持器和芯棒插入传动设备；
4） 毛管步进梁区。区域设备只含毛管步进梁；
5） 本体区。区域设备包含上、下轧辊和上、下导盘主传动；
6） 芯棒循环区。区域设备包含1#-3#冷却辊道、冷前辊道挡料器、冷却步进梁、芯棒冷却旋转、新芯棒给料器、循环芯棒给料器、1-2#芯棒润滑定位辊道、芯棒润滑装置；
7） 出口台区。区域设备包含1-2段拖出辊及上导板。
设计中之所以将毛管步进梁设备单分区，是由于该设备贯穿多个区域设备的控制，而且它的旋转角度准确性也很关键，其停位准确方能保证其它区域的自动初始条件有效，避免设备碰撞。将它单分区，不但容易手、点动干预，关键的还考虑到便于调试或将来试车时，通过程序就可以模拟自动轧管过程。
B． 离线设备——指相关信号不进PLC，其控制方式与在线逻辑无关。
离线设备包括上下辊入、出口压下调整；上下导盘水平、垂直调整；入口台、予穿台、拖出辊高度调整；上下辊喂入角调整。
在控制系统实现上，对于不受PLC控制的离线调整设备，采用常规控制方式，即在操作台设转换开关或按钮、电位器，直接控制直流调速装置（直流传动时）或MCC（交流传动时）。由旋转编码器和数字显示器获得位置调整结果。而对于在线设备，由GE90-30PLC来完成控制，操作方式有自动、半自动、手动三种，使之能满足现场实际生产的需要。
PLC控制包含了顺序控制、速度及位置控制、显示报警。其中，顺序控制根据检测元件的信号反馈，完成上述7个控制分区各设备启停联琐。速度及位置控制包括芯棒插入、限动小车的定位控制和毛管步进梁、冷却步进梁速度控制系统。在芯棒插入的一个工作周期中，有两个芯棒位置要求定位十分：一个是待穿位置，一个是插入完成位置。而限动芯棒周期中，要求Home位置、限动起始位置定位。为了保证定位精度和性，这两个位置控制系统同时采用APM轴定位智能控制模块和PLS可编程开关两种措施进行速度与位置控制。在使用轴定位模块（APM）工作时，由APM比较给定位置和Encoder检测的实际偏差，按设定的速度、加速度计算出一个速度给定值送到芯棒插入或限动小车的直流调速装置，由相应直流传动电机完成速度及定位控制；在使用PLS工作时，由PLS开关点检测实际位置，PLC根据PLS按速度曲线计算速度给定值并送进直流调速装置。对于毛管步进梁和冷却步进梁，则采用PLS开关由PLC进行分段速度控制。工艺要求在尽可能缩短周期的前提下满足物料轻抬轻放，Home位置。PLC显示报警功能则实现在各类事故或故障时，通过电笛、指示灯、画面显示及时通知操作人员相应信息。
3 系统硬、软件配置
3.1 系统硬件配置
ACCU轧机控制系统设计基于这样的思想：满足工艺设备要求，确保自动化水平，优化系统结构，增强运行的稳定性。本系统采用美国GE Fanuc公司的系列90-30 PLC作基本控制单元，完成整个轧机在线设备的自动控制功能。系列90-30 PLC具有系统易扩展、配置灵活、交互式编程、界面友好、易于操作、系统功能强、具有I/O点监测报警、易于查找故障等特点，是完成现代工业自动控制的一种较理想设备。控制系统由两台PLC组成，实现对ACCU轧机在线7个分区的控制，两台PLC通过Genius通讯模块进行相互的控制数据交换。所有调速装置作为PROFIBUS-DP从站，连入DP现场总线网络。通过两个PLC中CPU单元（CPU364）的以太网接口连接到HUB或以太网交换机，进而与上位机PC连接。系统配置如图3-1所示。
3.2 硬件配置特点
两台PLC硬件配置类似，有利于减少备件储备。为了使用户能方便地判断与查找故障源，在I/O配置选型时，选用了两类DI开关量输入模块，一种是8路 220VAC（IC693MDL231），用于来自操作台的信号输入，如按钮、转换开关等；另一种是16路24VDC（IC693MDL646），用于来自现场检测元件的信号输入，如热探、光电开关、接近开关、PLS等。同样选用了两类DQ开关量输出，一种为16路220VAC（IC693MDL940），用于操作台指示等；而另一种为8路24VDC（IC693MDL930），用于驱动现场电磁阀等（需通过中间继电器）。
虽然系统所有速度给定与控制都是通过上位机、现场总线及PLC的软给定（数字给定），但为了进一步确保系统性，配置上增加了硬接线形式的给定和控制，即使出现以太网或Profibus网通讯异常时，系统也能采用模拟给定工作。选用了4路模拟量输入AI模块（IC693ALG220），用于上下辊及导盘的转速电位器给定（当通讯出现异常时采用）；两类模拟量输出AQ模块，一种为8路（IC693ALG392），用于到电流表或转速表的显示；另一种为2路（IC693ALG390），用于交流变频及直流调速装置的控制给定（当通讯异常时投入）。
3.3 系统软件配置
3.3.1 PLC编程平台GE CIMPLICITY Machine Edition
CIMPLICITY Machine Edition是GE Fanuc推出的一个可以在统一的工作平台下同时开发多目标逻辑控制、运动控制等的新一代软件。它提供一个公共的环境用于配置、编程、调试和维护用户应用软件。其强大功能可以大大缩短应用软件开发、调试时间。应用ME开发ACCU轧机PLC软件的步骤如下：打开CIMPLICITY Machine Edition，在出现的对话框中，选择空项目OK，项目名为accu_plc1（或plc2），右击项目名后，在加入目标选项中，选择GE Fanuc PLC的系列90-30 PLC，对自动生成的Target1进行硬件配置，配置方法为右击机架和槽号，通过替换模块或加入模块完成。需要注意的是Profibus主模块配置完后，还要依次加入从模块，选SIEMENS的MASTERDRIVES CBPx后，设置站号和PPO4协议模式，站号设置应与调速装置的相应参数设置一致。所有硬件组态完成后，须校验一下，无错误（仅有程序为空的警告）时，可以在逻辑的程序块栏下编写梯形图程序，缺省只有主程序块_main，可通过右击选新LD块加入各个子程序块。在每个程序块内编写相应的控制程序。程序编写完后需进行校验，无错误后，方能下载到PLC控制器内，次下载只能通过串口，将CPU以太网的IP地址写入，之后，就可以直接通过以太网来通讯了。
3.3.2 上位机SA软件平台GE CIMPLICITY HMI Plant Edition
采用GE CIMPLICITY HMI Plant Edition作为 ACCU轧机上位机软件的开发平台。CIMPLICITY HMI软件是GE Fanuc在数十年工业自动化经验积累基础上，与微软Microsoft合作开发的业界的人机界面软件之一，它功能强大并易于使用。在上位机PC上（操作系统为bbbbbbs2000版）安装PE并运行，新建ACCU_ROLL工程，定义工程属性，在“选项”中选中“Basic Control”与“Database Logger”，因本工程中要用VB脚本编辑事件并且在数据库中记录点值（为趋势使用）和事件信息，在“协议”中选中“Series 90 Ethernet”，因PLC与上位机通讯采用以太网TCP/IP。在“”的“资源”项中新建ACCU资源，“角色”使用系统缺省的三种，除系统的管理员用户外，在“用户”中新建一个使用密码的用户，让ACCU资源为其所用，以便以后在某些画面能限制未授权用户的访问。但由于这样做至少用户名是明确的，虽然密码可以隐藏，系统使用久了也容易知晓，所以对于一些关键画面和环节，则是通过编写代码建立并隐藏了用户名和密码，使各类用户分级，并在画面运行的状态下，授权用户可以修改他的用户名和密码。定义使用S90_TCPIP协议的端口以及系统占用端口的PLC1和PLC2两台设备（在TCP/IP中写入相应PLC的CPU的IP地址，只是后一位不同，以确保在同一网段，上位PC机也要使用同一网段的固定IP地址），接下来就可以定义系统点标识（设备点或虚拟点）和编辑系统画面了。
4 应用软件结构和功能特点
4.1 PLC程序结构与功能特点
ACCU轧机7个在线控制分区的设备控制由PLC1和PLC2共同承担。二台PLC分别控制以下分区：
◆PLC1控制：横向输送链区、毛管步进梁区、芯棒插入区、芯棒循环区。
◆PLC2控制：入口台区、本体区、出口台区。
4.1.1 PLC1程序结构与功能
_MAIN：根据各区的初始准备条件完成相应子程序调用，PLC启停初始化。
ALARM：所有指示灯、电笛、仪表显示。
CIRAUTO：芯棒循环区自动程序。
CIRMAN：芯棒循环区手动程序。
CNVBAK：变频与工频倒换的备用辊道控制程序。
ESTOP：紧停的相关处理。
ETHNET：将直流调速装置有关状态字数据打包转换后通过以太网传给上位机HMI。
GDATA：PLC1与PLC2控制数据交换。
HENAUTO：横移链区的自动程序。
HENMAN：横移链区的手动程序。
INSAPM：芯棒插入的APM校零，取上位机HMI的设定数据。
INSAUTO：芯棒插入的自动程序。
INSMAN：芯棒插入的手动程序。
PROFIB：分解和打包与直流调速装置交换的数据。
WLKAUTO：毛管步进梁区的自动程序。
WLKMAN：毛管步进梁区的手动程序。
4.1.2 PLC2程序结构与功能
_MAIN： 子程序调用，PLC启停初始化。
ALARM： 所有指示灯、电笛、仪表显示。
ESTOP： 紧停的相关处理。
ETHNET：将直流调速装置有关状态字数据打包转换后通过以太网传给上位机HMI。
GDATA：PLC1与PLC2控制数据交换。
INTAPM：入口台的APM程序的校零，取上位机HMI下载数据。
INTAUTO：入口台自动程序。
INTMAN：入口台手动程序。
MAIN：本体的控制程序。
OUTAUTO：出口台的自动程序。
OUTMAN：出口台的手动程序。
PROFIB：分解和打包与直流调速装置交换的数据。
4.1.3 PLC程序特点
从上面可以看出，两台PLC采用了类似的程序结构，只是控制设备的分区不同而已。PLC程序都采用了梯形图形式编写，这样的目的是为了使程序的可读性、易维护性好，均由主程序块_MAIN根据各个分区的初始条件调用或直接调用其它的各个子程序块。层次清楚，并且为了在PLC中查找故障快捷，在每个分区的自动程序块的开始行，都汇总了该分区所有检测与执行元件的开关量输入/输出点（依动作顺序），所有变量和控制段落都给出了中文描述，便于用户对程序的理解。
4.2 上位机SA应用软件与功能特点
ACCU轧机上位机SA应用软件完成与之通过以太网通讯的两台PLC的数据采集与监控。创建的主要系统画面包括主画面、机组概貌、检测元件状态、分区自动允许、速度参数设定、位置监控画面、直流调速系统状态、主机/导盘运转允许、主机/导盘运转参数、报警记录等。
4.2.1 主要画面功能
1)主画面。在项目运行时，自动进入该界面。在该画面中，显示当前报警历史中有无活动报警的提示，可以通过画面按钮直接调用系统其他画面。另外还设置了退出系统按钮，当按下时，要求输入密码，正确后，会提示两种退出方式，一种是不停止服务器，项目在后台运行；另一种是停止服务器和项目。这样即使生产时，方便有权限用户在不中止项目的情况下，临时作其它工作，如进入PLC程序编辑等；或在检修停电时，终止项目的运行，使数据库记录数据不再无谓膨胀。
2)机组概貌画面。该画面以色块形式显示了ACCU全部在线设备的实时状态，设备未运转时为灰色，正转或升起时（阀）为，反转或降下时（阀）为黄色，为节约视觉空间，各设备均以传动号标识，画面上有查看帮助按钮，按下会弹出传动号定义画面。画面的左上方集中给出了7个控制分区的当前操作方式的自动/手动文本指示。
3)检测元件状态画面。标示了全部在线检测元件的位置与当前状态，PLS的角度，并且能自动弹出每个元件的功能描述。
4)分区自动允许画面。画面以文本和状态色块结合形式集中显示了7个分区中每个分区的自/手动状态，和自动初始条件每一项是否满足。并且也显示了两个Profibus DP网络的每个装置的当前网络连接状态。
5)速度参数设定画面。进入该画面之前会自动弹出权限检查画面，有身份验和修改选项。将给三次身份检查机会，连续三次错误会自动退出界面，若身份OK，则自动进入速度参数设定画面，在画面中由工艺人员输入喂入角、直径等工艺参数，主机轧辊、导盘、辅机（调速装置）线速度给定（画面可正/逆向翻页），在HMI中，会自动依此换算出PLC控制给调速装置的给定包括转速RPM和工程量值。这样的特点在于可以减轻PLC的CPU计算负担。设置了设定数据送PLC的按钮，以触发设定值的变化，不仅方便提前输入下批轧制数据，而且在将来有多个上位机时，确保到PLC的数据受控。
6)位置监控画面。显示了APM轴定位系统芯棒插入、限动小车的位置调节状态，实时/历史位置趋势图。
7)直流调速系统状态画面。集中显示了ACCU轧机所有直流调速装置是否准备好、运行、轻故障、重故障的状态信息。
8) 主机/导盘运转允许画面。显示了上、下辊及导盘运转的初始条件满足状态。
9) 主机/导盘运转参数画面。以柱状图和趋势图形式显示了上、下辊及导盘的实时运转速度、每台电机电流、总电流，并给出了这些参数的历史趋势调用入口。
10) 报警记录画面。综合显示了全部报警历史信息，包括报警项、数目、是否确认、报警日期和时刻，描述等。提供对报警的确认、删除等控制。
4.2.2 上位机应用软件特点
1) 多层次分级用户的建立。不仅通过PE平台的“用户”功能建立授权用户，还通过编写代码进行文件访问去建立多级用户档案，增加了保密性、灵活性。
2) 交互性好。许多画面都给出了弹出式帮助信息，在不妨碍用户视线前提下，使用户大量有用信息。
3) 大化信息量。提供控制设备的细化信息，不但保工艺人员通过HMI自动计算下达工艺参数，也使设备维护与技术支持人员能直接通过HMI有效提取信息。可通过画面直接查找故障。
4) 历史数据处理。数据库中的历史数据将定期自动转储到硬盘，方便将来对数据的检索。
5) 画面美观、实用。画面的色彩充分考虑了视觉影响，使信息易捕获且不伤视力。信息分类并提供多种表达及入口，加实用。
6) 退出系统功能。一般来说，许多上位机不设置退出系统功能，但为了一机多用，在此设置了两种形式的退出功能。好地满足了用户所需。
5 结束语
采用了GE Fanuc解决方案的ACCU轧机控制系统不但节约了投资成本，而且设备稳定性高。两台系列90-30 PLC硬件与软件相似的设计，不但使用户减少备件开支，而且也使用户对系统容易理解。上位机通过以太网通讯也使控制信息可以很容易从控制层无缝过渡到管理层。系统自投入以来一直运行的实践已表明了它给用户带来的利益。