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浔之漫智控技术(上海)有限公司
主营：西门子DP电缆代理商
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西门子精智面板6AV2123-2DB03-0AX0
| 一、机组技术概况概述 上引法连铸无氧铜材工艺，是80年代末新技术，主要用于生产光亮、大长度、高导电率的无氧铜杆、线。它把传统的铜线生产的熔铜—铸锭—加热—开坯—轧制—剥皮—拉伸等工序，简化为熔铜上引连铸两道工序。 机组采用微机监控，交流伺服电机驱动，具备优良的软件支持系统，使系统具有宽广的调速范围，使生产过程控制为简单，上引连铸铜杆质量加稳定，成材率高。熔铜炉采用的精炼技术，设置熔化、保温炉三连体结构，节能，生产，无三废污染，该机组从上引连铸、牵引、收卷实现了机电一体化，本机组可生产ф8、ф14.4、ф17、ф20光亮大长度含氧量低的铜杆线。 1、机组技术设备特点 1．采用交流伺服电机驱动，微机（PLC）控制连铸速度、节距、牵引频率，具有高分辨率、驱动，高的响应速度，完成拉—停—停—反推运动，使连铸铜杆质量稳定，成材率高，上引速度0-3米/秒。并能在线调整连铸节距大小、牵引频率、反推量，操作简便，克服了传统打链，离合器机械牵引的诸多弊端。 2．连铸机采用四立柱式结构，刚性好，克服了单柱式连铸机面板振动不稳而影响铜杆质量。由于铸机面板和两端设置双电机驱动，能生产两种不同规格铜杆，换工装可生产铜管、棒、扁带。 3．熔化炉和保温炉设置三联体、四联体组合结构，可实现大块废紫铜下料（或电解铜整板下料），节能，无三废污染。 4．机组连铸铜杆特性：（1）密度8.9kg/dm3；（2）软态电阻率≤0.017241Ωmm2/m；（3）含氧量≤10PPM（0.001%）；（4）抗拉强度≥280N/mm；（5）伸长率≥4%。注：用1#电解铜原料生产可保证以上特性，用光亮废电线电缆原料生产，可保证拉线丝至0.12mm，但电阻率不保。 2、主要技术参数 (1)主要工艺流程：用废紫铜料投入熔化炉中熔炼，在铜液上覆盖木炭，使铜液与空气隔离并对之还原除氧，熔化炉底部与保温炉连通，熔化的铜液由此流入保温炉中。保温炉的铜液上覆盖石墨片，以隔离空气和防止热辐射，铜液在此得到进一步的精炼并保持在结晶温度，将结晶器装在牵引机上，接通冷却水，将牵引杆通过结晶器插入铜液中，铜液在结晶器中不断地结晶、冷却，被牵引拉出即为铜杆。 |
M n = [ K c × E n ] +
[ [ K c × K i × T s × E n ] + [ K c × T d × ( PV n − P V n - 1 ) / T s ]
Mn ： 〝n〞时的控制输出量
Kc ： 增益（ 范围： 1→ 9999； Pb(比例带)=(1000/Kc ) × 0 . 1% ， 单位为0 . 1%
Ki ： 积分常数（ 范围： 0～ 9999， 相当于0.00～ 99.99 Repeat/Minute）
Td ： 微分时间常数（ 范围： 0～ 9999， 相当于0.00～ 9.99 Minute）
PVn ： 〝n〞时的过程变数
PVn − 1 ： 〝n〞的上一次的过程变数
En ： 〝n〞时的误差=设定值（ SP） −〝n〞时的过程变数（ PVn ）
Ts ： PID 运算的间隔时间（ 单位： 0.1S， 值可为10， 20， 40， 80， 160， 320）
4. 为使操作简便﹐在每个工位只使用一个开关做启/停控制﹐共4个脚踏开关(SB4-SB7),两个热模控制方式一样，两个冷模控制方式一样。为了又设了手动停止开关SB3和紧急开关SB2﹐停止开关是为防止四个工位操作错误使用,紧急开关是为出现紧急情况断开所有控制电源使用。
5. M1924接通一个脉冲﹐用（MOV）传送指令将热/冷模设定时间传入数据存储器﹐以方便能在触摸屏上修改数值。
6. PLC一接通﹐用（MOV）传送指令将热/冷模定时器当前值传入数据存储器﹐以使能在触摸屏上监控当前值。
7.热模控制﹕
以左热模为例﹐如X2接通一个脉冲﹐定时器T2得电计时(为鞋面加热时间)，Y002得电自锁。热模夹紧。定时器T3得电0.5秒瞬间接通辅助继电器M100﹐M100是为X2由启动转变为停止开关做准备的﹐当T2计时到使左热模复位 .如在加热计时中想取出鞋面﹐只要在接通二次X2一个脉冲﹐Y002则断电复位﹐此时X2由停止开关转变为启动开关。
8.冷模控制：
以左冷模为例﹐如X4接通一个脉冲﹐Y004得电自锁﹐使鞋面夹紧﹐定时器T7计时0.5秒瞬间接通辅助继电器M104﹐当夹紧到位感应开关SQ1动作X5接通﹐定时器T6开始计时﹐计时到接通Y005开始定型.定型到位感应开关SQ2动作,X5、X6接通定时器T8开始计时﹐计时到T8接通辅助继电器M106自锁﹐同时断开Y005,定时器T9计时2秒﹐断开Y004﹐使左冷模复位。
注﹕当M104接通后﹐X4启动开关转变为停止开关﹐此时如果计时过程中需要停止﹐只要接通二次X4即可复位左冷模﹐此时X4由停止开关转变为启动开关。
五 触摸屏控制流程
1． 当触摸屏得电后，通过RS232数据线与PLC通信交换数据。将FBS-32MAT-R主单元中各热模当前值、设定值显示在触摸屏的3#画面中。
| 结合系统结构图说明了该系统的组成和特点。PLC温控模块具有16位测温精度，且自带PID自整定功能，静态时温度误差可控制在0.5℃以内。再流焊接是表面贴装技术（SMT）特有的重要工艺，焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产，也影响终产品的质量和性。PC系列PLC因其在方案上的优越性，正越来越多的应用在回流焊行业。 回流焊一般有8到20个温区，每个温区上下部分别有1路热电偶测温及1路加热管加热。总得来说，这些温区又可以分为以下4个基本温区： 1） 预热区，也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。炉的预热区一般占整个加热区长度的15～25%。次段要求温度控制反应，同时不能调，否则容易损伤电子元器件； 2） 保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。温度的静态误差要控制在0.5℃以内； 3） 回流区,有时叫做峰值区或后升温区,这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点，而峰值温度总是在熔点上。回流区如果峰值问题过高，时间过长，则会PCB的过分卷曲、脱层或烧损，并损害元件的完整性。 4） 冷却段这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助於得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。 PC系列PLC在回流焊设备的方案： PC系列PLC自带编程口和485通讯口。其编程口同工控机通讯，实现数据的监控和设置；485通讯口同变频器modbus协议通讯，表格化的modbus指令，编写复杂通讯程序，使用非常简单方便。 PC系列温控模块不仅具有16位测温精度，而且自带PID自整定功能，PID参数调节编写冗长的程序。科学的温控算法，静态时温度误差控制在0.5℃以内。有的调抑制功能，能够有效的保护电子元器件过热损坏。另EPRO软件提供示波器功能，能够实时监控温度曲线，并将监控曲线导出至EXCEL表格，为提升回流焊工艺提供依据。 PC系列PLC由于在温控和通讯上的优势，给客户工程师在使用过程中提供了大的支持，有效提高了工作效率及系统性能，在回流焊行业应用越来越广泛。(end) |
在65.2的时间内保持励磁.
65.2=5s 选择电机停止后电机励磁电流保持on的时间,在此时间内电动机保持励磁并随时准备快速重起.
66.1=TRUE 选择转矩验功能有效.
66.3=** 选择转矩验有效值.在启动时,只有当电机力矩达到该值并通过验时才会发出抱闸打开指令.
67.1=2S 设定制动施加时间为2S,当停止时电机速度下降到零速值,抱闸开始闭合,在此时间内电机保持力矩,直至抱闸闭合完闭.防止重物下滑溜钩.
67.2=2% 设定相对零速值为2%,在当实际速度达到该值以下时,制动器开始闭合.
67.09=P67.10 选择启动转矩调用P67.10的值.
67.10=** 设定启动时转矩给定值为**.
69.2=3S 设定上升方向转速从0到**的加速时间为3S.
69.3=3S 设定下降方向转速从0到-**的加速时间为3S.
69.4=2S 设定上升方向转速从**到0的减速时间为2S.
69.5=2S 设定下降方向转速从-**到0的减速时间为2S.
98.1=RTAC-SLOT1 与脉冲编码器模块的通讯.
4)主要功能介绍
转距验
转矩验用于确认在松开抱闸和开始提升运行之前传动能够产生转矩,抱闸没有打滑.它是将机械抱闸被施加时给一个正的转矩给定(P67.10的值)来完成的.如果转矩验成功,则表示转矩达到了正确的等级,才能执行启动序列中的下一步骤.当变频器启动信号有效时,转矩验程序就开始了,完成之后,转矩验OK被置1,如果在转矩验期间到了任何故障,则转矩验失败,且传动跳闸停车,并在监控系统中给出故障指示，大大增加了起重机的性。
机械制动控制
变频器内置了制动逻辑控制器,用来控制抱闸接触器的动作.当接收到启动命令时,变频器对电动机进行预励磁,然后释放速度和转矩控制器,如果转矩验OK通过,制动器将抬起,电动机将按照正常的加速时间运行.如果在规定的时间内没有接收到制动应答信号,传动将故障跳闸并指示制动器故障.启动命令撤去之后,传动将按减速时间减速到相对零速,当接到零速信号反馈后,制动抬起命令被关闭,在制动施加时间(即P67.1的值)内传动将保持励磁和转矩输出,直至制动器闭合完毕，有效地预防了溜钩事故的发生。
再生能量的处理
重载下降时电动机处于再生制动状态，对于再生电能，能够妥善处理，以保能使减速停车时间尽量缩短。通过设置20.6=OFF关闭直流过电压控制器、27.1=ON 制动斩波器的控制，设置P69.04、P69.05选择合理的减速时间，当重物下降减速时，所产生的再生电能将通过和逆变管所并联的二管全波整流后反馈到中间直流电路，这一过程将产生泵升电压，当此电压过门限值，制动斩波器就会被，把多余的电能通过制动电阻快速得到释放，保了在短时间内快速减速或停车。
总结
综上所述，该系统PLC程序控制使外部硬接线简单明了，故障率低且易于维护，整个系统电网适应性强，起动转矩和低速转矩高，速度响应快，调速范围宽，各档位速度可任意设置，加减速时间可调，尤其是提升软件，使该起重机具备了提升机应用所需的全部控制和功能，确保了地运行。(end)
| 1 引言 沂河桃园橡胶坝位于山东省临沂市境内。橡胶坝是用高分子合成材料，按要求的尺寸、锚固于河床底板上形成封闭状、用水(气)充胀后形成的挡水坝。不需挡水时，放空坝袋内的水(气)，就可恢复原有河渠的过水断面。橡胶坝可用于防洪、灌溉、发电、供水、航运、挡潮及城市园林美化，也可用于活动围堰、渠系临时挡水工程等。 沂河桃园橡胶坝担负着当地拦河蓄水、泄洪、航运管理等重要任务。计算机自动化监控系统是工程正常运行管理和渡汛的一个重要措施。本自动化监控系统充分利用计算机技术、现场总线技术、网络技术、自动控制技术等技术进行橡胶坝的自动化监控，提升了橡胶坝和船闸状态监视，运行控制，日常管理的现代化水平，同时也为今后实现跨地区分布式网络化多媒体远程监控打下了基础。沂河桃园橡胶坝自动化控制系统的开发能够提高橡胶坝的现代化管理水平,具有很强的经济和社会意义。 2 系统整体结构 橡胶坝控制系统的整体结构设计如图1所示，主要由现地测控系统和上位远程监控系统两部分组成数据采集与监视控制系统(scada系统)。橡胶坝现地测控系统选用西门子s7-300和s7-200系列plc平台开发，以plc为，采集各种传感器的信号，完成上下游水位及闸室水位、葛沟水位、船舶监测、各闸门开启高度、坝袋内压、坝体高度以及坝体其他参数的。它主要包括两套s7-200现场船闸控制柜、一套s7-300充排水泵控制柜、一个葛沟水位站监测柜、交通信号灯、电动蝶阀和现场所安装的数据采集及相关控制设备所构成的硬件系统，同时，还包括针对大坝监测所用的设备渗压计。 |
上位机远程控制系统主要由两台工业控制计算机及其软件、大坝监测设备mcu、工业交换机等组成。两台工业控制计算机，一台作为服务器，另一台作为客户机，客户机务器采用opc通讯；软件主要是实现控制系统的参数设置、工作状况显示、运行控制、数据统计和历史查询等功能，实时接收现地传感器等运行数据，记录各个坝袋以及闸门的运行情况，监控橡胶坝控制系统的整体运行情况。
通讯方面，两套s7-200现场船闸控制柜与s7-300控制柜采用profi-busu协议，葛沟水位s7-200监测柜与s7-300控制柜采用无线电台远程传输方式。服务器与客户机采用工业以太网通讯。同时，大坝监测设备mcu和监控主机采用rs485协议。
橡胶坝测控系统在充分考虑船闸启闭及充排水泵操作的性和性的前提下，利用成熟的工业控制技术、传感器技术、技术以及计算机技术，实现橡胶坝船闸及泵信息的实时、闸门自动启闭、以及相关环境及船闸管理情况的实时监控。
3 监控系统功能设计
3.1 闸门和泵控制
(1) 现地控制：现场操作人员能通过一组切换开关实现人工控制方式与自动控制方式的转换。在人工控制方式下，现场操作人员可按原有方式启闭闸门或泵，其动作相关信息将接受上级部门的实时监控。在自动方式下可以进行远程控制。人工和自动控制方式也可通过远程监控系统切换。
(2) 远程控制：根据各级用户通过网络发给现场测控单元(plc)的指令，闸门可自动开启或关闭，充、排水泵自动启动或者停止，其动作由各级用户根据权限控制。
(3) 闸门启闭及泵启动告警：在闸门将要启闭以及启闭过程当中，在闸门启闭装置附近应有相应的声光装置发出告警提示，以提醒在现场的工作人员注意。
(4) 限位保护：在闸门启闭装置的上面和下面应安装启闭机运行范围的限位开关，一旦启闭装置运行到这两个位置时，这两个限位开关将立即通知测控单元，切断启闭机电源，以避免启闭机出运行范围。
(5) 相序保护：在启闭机的供电线路里面应串有相序保护器，避免由于三相电源相序混乱所造成的启闭机电机的不正常运转。
(6) 过载保护：每个启闭机的控制电路里面配有热过载继电器，根据不同电机功率要求其有不同的设定值，当电机发生过载或是其他故障时，此继电器将能自动切断电机的供电电源，以免烧毁电机。
3.2 数据监测
实时监测数据应包括：闸前水位、闸后水位、闸门开度、闸门荷载、闸门上升或下降接触器状态、闸门行程开关状态、启闭机保护装置状态、动力和控制电源状态、有关操作按钮或开关状态、闸门启闭机电源电压、电流等。
(1) 水位监测：在闸室及闸室前后都要按水位观测要求安装水位传感器，以便实时监测闸室及闸室前后的实时水位信息。
(2) 闸位的自动跟踪测量：无论闸门动作与否，安装于闸门启闭机传动装置上的闸位计都应实时检测闸门的高度值，并上传给现场测控单元。
(3) 电流、电压监测：在供电线路里面还要配置多功能电表，用以实时监测三相电源的电流和电压，为启闭机的启闭操作提供参考数据。
(4) 液压系统监测：包括油压、压力报警信号(压、欠压)、滤油器堵塞报警信号、油箱油位过低报警信号；
(5) 环境监测：在发电机室中装有温湿度等传感器，用以实时监测机房中的工作环境状况。
(6) 状态监测：包括进出闸信号灯状态、上下游闭锁状态、闸门上升或下降接触器状态、闸门行程开关状态、启闭机保护装置状态、动力和控制电源状态、有关操作按钮或开关状态等。
3.3 充排水控制系统
坝袋充排水控制系统主要由上位控制系统、充排水泵、软起动器、电气控制装置、水位检测设备、坝袋高度及坝袋内压检测设备等组成，根据坝袋高度、坝袋内压以及水位，通过对水泵电机的启停控制以及输水管路上的电动蝶阀的开关等进行坝袋的充排水自动控制，坝袋的充排水所需时间与工程的运用要求相适应。
坝袋充排水控制系统主要包括汛期和非汛期两种充排水控制方式，汛期时，我们根据葛沟水位的情况，作出一个闭环控制，来调节坝袋的高度；非汛期时，我们根据上游水位的情况，作出一个闭环控制，来调节相应坝袋的高度。
4 系统硬件设计
4.1 可编程控制器的选型
针对用户要求，要求设备plc模块化、、高性、高速指令处理、用户友好的参数设置、简单的维护及服务和合理的价格等，综合考虑各个plc的性能和性价比，我们选用了simens的可编程控制器s7-200和s7-300系列，s7-200作为子站，s7-300作为主站。其中，葛沟水位站plc采用了cpu222，船闸启闭控制plc采用了cpu226， s7-300采用了cpu315-2dp。
4.2 扩展从站模块
扩展从站模块(em277profib-us-dp)：可将s7-200 cpu连接到profibus-dp网络。em277经过串行i/o总线连接到s7-200 cpu。pro-fibus网络经过其dp通信端口，连接到em277 profibus-dp模块。这个端口可运行于9600波特和12m波特之间的任何profibus波特率。作为dp从站，em277模块接受从主站来的多种不同的i/o配置，向主站发送和接收不同数量的数据。这种特性使用户能修改所传输的数据量，以满足实际应用的需要。与许多dp站不同的是，em277模块不仅仅是传输i/o数据。em277能读写s7-200cpu中定义的变量数据块。这样，使用户能与主站交换任何类型的数据。将数据移到s7-200 cpu中的变量存储器，就可将输入、计数值、定时器值或其它计算值传送到主站。类似地，从主站来的数据存储在s7-200cpu中的变量存储器内，并可移到其它数据区。em277 profibus-dp模块的dp端口可连接到网络上的一个dp主站上，但仍能作为一个mpi从站与同一网络上如simatic编程器或s7-300/s7-400 cpu等其它主站进行通信。
5 系统软件设计
5.1 操作系统软件
橡胶坝监控系统的操作系统软件采用bbbbbbs 2000 server。它是在bbbbbbs nt server 4.0的基础上，进一步发展活动目录，它采用了类似exchange server 的数据存储方式，称为extensible storage service，其特点是不需要事先定义数据库的参数，可以做到动态的增长，性能非常优良。在数据存储之上已建立索引的，可以方便快速地搜索和。活动目录的分区是域(domain)，一个域可以存储上百万个对象，域之间还有层次关系，可无限地扩展。
在数据存储之上，建立一个对象模型，以构成活动目录。这一对象模型对ldap有纯粹的支持，还可以管理和修改schema。通过修改sche-ma的工具，用户和开发人员可以自己定义特殊的类和属性，来创建所需要的对象和对象属性。活动目录是一个分布式的目录服务，信息可以分散在多台不同的计算机上，保证访问和容错；同时不管用户从何处访问或信息处在何处，都对用户提供统一的视图。
5.2 plc控制程序的开发
plc作为橡胶坝测控系统的，plc编程软件对于实现现地、远程监控是至关重要的。step7是用于simatic s7300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件；microwin是用于simatic s7200站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，都可使用梯形逻辑图、功能块图或语句表3种方式编写具体程序。
s7200 plc中不需要编写任何与通讯有关的程序，只需要将要交换的数据整理到一个连续的v存储区当中即可，而s7300中需要在ob1(或是定时中断组织块ob35)当中调用系统功能x_get(sfc67)和x_put(sfc68)，实现s7300 与s7200之间的通讯，调用sfc67和sfc68时var_addr参数填写s7200的数据地址区。
本系统s7-300控制程序的开发采用西门子公司的step7 5.4， s7-200控制程序的开发采用西门子公司的microwin v4.0 sp3。
5.3 上位机simatic wincc软件设计
本系统采用西门子公司的软件simatic wincc(视窗控制)设计而成，具有数据显示，累积量查询和报表打印等功能。
simatic wincc(视窗控制)，是西门子(siemens)在自动化领域中的技术和microsoft的强大功能相结合的产物。它有各种有效功能用于自动化过程，是用于个人计算机上的，按价格和性能分级的人机界面。可以容易的结合标准和用户程序生成人机界面，准确的满足实际要求。
simatic wincc主要包括计算机(computer)， 标签管理(tag manage -ment)，数据类型(data type)和编辑器(editor)四大部分。其中计算机一项是对计算机进行有关的设置；标签管理是对标签进行初始化定义；数据类型是对标签所代表的数据类型进行定义；编辑器则是为主要的部分，它主要包括以下几个部分：
(1) 图形编辑器(graphics desig -ner)；
(2) 报表系统(report designer)；
(3) 标签存档(tag logging)；
(4) 报警存档(alarm logging)。
由于wincc软件本身是一个利用新的面向对象的软件编程技术开发而成的32位应用程序，可以用其内嵌的c语言或vb语言编辑器(而且wincc自己也具有丰富的函数库)编写适用于用户工程需要的动作或脚本文件，来进行数据的记录及存储，这样使得对于过程数据的处理、分析比通过odbc和sql访问归档数据为灵活、简单。其中一段关于变量采集与归档得程序如下：
void savbbbbues()
{ #pragma code("kernel32.dll");
void getlocaltime(systemt -ime* lpst);
#pragma code();
sy
int nmonth; stemtime st;
int nyear;
int nday;
int nhour;
int nminute;
int nsecond; */定义时间参数/*
int i;
int nvaluecount=94;*/定义变量个数/*
file *fp,*fptemp,*fplog;
char filename[64]={0};
char strerr[256]={0};
char * tagname[150]={
"zspower_leiji",
"6wf1_leiji",
."7sf4_leiji"
}; */定义参数，其中包括由需要记录的94个变量组成的数组/*
unsigned float fvalue[150]={0.0f};
getlocaltime(&st);
nyear=st.wyear;
nmonth=st.wmonth;
nday=st.wday; */系统时间/*
sprintf(filename,"d:\\data-\\%04d%02d%02d",nyear,nmonth,nday);
fptemp=fopen(filename,"r");
if(fptemp) goto exit; */与系统时间相符的二进制文件是否已存在/*
fp=fopen(filename,"wb");
if(!fp)
{ fplog=fopen("d:\\data\\log.txt","wa+");
sprintf(strerr,"%04d/%02d/%02d%02d:%02d:%02d------can`t write
logfile:%04d%02d%02d",nyear,nmonth,nday,nhour,nminute,nsecond,nyear,nmonth,nday);
fwrite(strerr,sizeof(strerr),1,fplog);
fclose(fplog);
return;
} */创建与系统时间相符的二进制文件并打开/*
for (i=0;i<92;i++)
{
fvalue[i]=gettagfloat(tagname[i]);
}
fwrite(fvalue,4,94,fp);
fclose(fp); */按照数组中定义的变量顺序依次将变量瞬时值写入文件/*
exit:
fclose(fptemp);*/关闭文件/*
}
5.4 监控流程设计
本系统中，plc程序设计主要完成开关量逻辑控制和模拟量回路控制。开关量逻辑控制包括各个水泵阀门的启停及其联锁控制，模拟量回路控制包括各个回路的pid控制算法的实现和比值控制系统和串级控制系统的实现