1. 引言
随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经扩展到了几乎所有的工业领域。plc是以微处理器为基础的通用工业控制装置，它的应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。【1】plc已经广泛的应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，plc在其他领域，例如民用和家庭自动化的应用也得到了迅速的发展。
卷板机是机械加工中的重要设备，应用范围广泛，可广泛应用于石油、石油化工、制药、冶金、造纸、电力、食品及轻工等工业领域。我们研发的卷板机电气控制系统具有直观性、可靠性和较高的性价比，已经大量应用在大型船厂和空调加工厂，经应用证明具有很好效果，提高工人工作效率，产生很大的经济效益。
2. 工艺流程
本文所讨论的j9集团-九游会旗舰厅四辊卷板机上辊旋转为机械转动，下辊和侧辊升降为液压传动，操作采用电气集中控制，该机一次上料能完成板料两端的预变及卷制筒形，弧形工件，还可以对金属板料进行一定的整形和校平工作，有直接预弯，省事、省料之功效，上辊、下辊、侧辊两端固定旋转编码器，将辊旋转次数转换成六路高速脉冲信号，传送到plc实现逻辑功能。自动控制要求主要有方便的任意点位置的定位，机械本体系统参数修整设置，故障诊断提示功能，简洁高效的系统操作提示及报警可在操作面板上显示，系统的启动、停止以及急停可在任何状态下进行。经过分析，需要六路高速输入通道，可以采用两个性能稳定、成本低廉的西门子s7-200系列的plc就可以满足要求。
3. 控制系统硬件配置
plc选用s7-200 plc的型号为cpu226 dc/dc/24输入/16输出，自带4个两相高速计数器（30khz），两个rs485接口。
人机界面选用solt500d-c彩色触摸屏，可以与市场上主流plc厂家的plc直接通讯（正是由于其兼容性强才决定选用此产品），还可以通过modbus协议跟单片机直接通讯。solcn触摸屏软件esol5.8，支持离线模拟功能，在没有触摸屏的情况下，可以在电脑上模拟编辑好的程序，使用起来非常方便。
4. 控制系统软件设计及功能
系统的软件主要由触摸屏参数设置和流程实时检测及plc采集现场信息进行逻辑控制。触摸屏软件主要有系统图、工艺参数实时显示、参数设置、系统简介、报警、诊断等画面，这些画面可以让工人直观方便的掌握机器运行状态，也可以方便用户进行后期的设备维护。如图4、图5、图6所示部分子画面。
plc采集现场信号，进行逻辑控制，实时输出控制量，达到控制目标。控制系统的逻辑关系在step7—micro/winv4.0环境下设计plc的梯形图，实现逻辑自动控制。下面给出部分主要程序的梯形图。
4.1 plc 程序设计
本系统需要输入六路高速计数信号，一个s7-200 plc不能满足要求，通过两个西门子plc组网来解决这个问题。两个plc组网的通信程序可以由s7-200指令向导的netr/netw功能创建，在每个扫描周期内使用sm0.0即可在主程序中调用此子程序。
（图1）
旋转编码器是高速脉冲信号，plc低速输入端口无法捕捉，必须使用内置高速脉冲信号计数器，图1中，network1为从plc高速计数器hsc0,hsc1,hsc2将接收的旋转编码器的脉冲信号传入主plc的读缓冲区vd300,vd304,vd308中,在主plc中进行逻辑控制。network2为数据在主plc处理后传送至从plc读缓冲区。
（图2）
控制系统参数非常重要，如果由于意外突然断电丢失数据，将会对生产过程造成很大的损失，为了防止此类情况的发生，本系统设计了六路高速计数器的掉电保持程序。图2为从plc的高速计数器hsc0的掉电保持程序，hsc0的传输数据存储区vd1000在传递给主plc的读缓冲区同时传入存储区smd38,置位smb37，指定高速计数器hsc0。将plc数据保存在存储区中。其它高速计数器同样做此设计。人机中的配方数据寄存器长度为32k（32768）字节。断电保存类型。主要用于与plc指量交换数据，如用于生产工艺控制数据的保存及重新设置等。用户必须自动计算配方地址的使用情况，不允许重复使用同一地址。【2】
（图3）
本系统采用了速肯触摸屏作为人机界面，图3为触摸屏控制高速计数器hsc0清零功能，触摸屏操作的清零按钮对应的plc地址m31.0，当触摸屏按键动作时，m31.0的值相应改变，将存储区smd38,vd1000清零，smb37置位，从而实现了清零效果。触摸屏的其他功能也是指定相应plc存储区地址即可。
4.2触摸屏画面设计
（图4）
图4为触摸屏手动状态的界面，左侧实时显示三个辊的坐标值，右侧为三个辊坐标的图形化显示，下侧为油泵电机和主电机的工作状态。当按下手动按钮后，触摸屏界面如图5所示，三辊的运动状态变为自动锁定状态，不可进行手工操作。
（图5）
在工作过程中出现任何异常情况，可按操作台上的急停按钮进入急停状态，来保护现场。外部信号或操作失误自动进入报警画面，也可手动进入查看。报警时外部红灯点亮，且屏幕上报警菜单闪烁，提示设备故障点。故障排除后自动返回。如果出现主电机过热，油泵电机过热，三辊运动超行程时，也会自动弹出报警界面，如图6，图7所示，避免不必要的损失。
（图6） （图7）
4.3系统调试
主站plc rs-485接口与速肯触摸屏com0用电缆直接连接通信，两个plc直接设成主站从站后通过rs-485进行通讯。笔记本用pc/ppi电缆线与plc连接，下装系统的plc程序，运用siemens mananger软件的在线监控功能，在线监控plc程序的运行状态，完成系统调试。
根据生产的需要，可以对各辊的上行程保护位置设定，直接输入需要修正的数值。电机启动延时，（即电机停止后，惯性运行的时间段）调整时应 >实际时间，单位为100ms。频敏分离时间（即电机带频敏启动器运行的时间，根据电机实际额定速度接近到达时间而定），调整时应 <实际需要时间，单位为100ms。位置比与跟踪误差值修正，默认脉冲/位置比设置为1，自动跟踪误差设置为1。
5. 结束语
根据wb12n-12x2500卷板机型卷板机的特点进行设计的电气控制系统，具有投资小，安装调试简单，可靠性高，目前该控制系统在多家空调生产厂家，大型船厂等地方，运行稳定可靠，获得满意的效果。
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