西门子昆明授权代理商

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多个方面的发展趋势促使用户实现更好的工业以太网，它们包括：
1.控制：从中心化到分布式
曾几何时，PLC（以及DCS）是巨大、稀有而又昂贵的单体式设备。所有的自动化项目都从它们那里接线出来。随着远程I/O连接从“愚笨”进步到“智能”，现场总线使控制得以从中心化的PLC剥离出来，移到距离受控设备更近的地方。由于越来越多的智能I/O连接散布开来，对它们之间的通信也就需要更高的带宽。随着需要连接的器件增多，所需的地址空间也在增大，从而进入到具有更高带宽和更大地址空间的工业以太网时代。
2.网络：从多个到一个
复杂性源于多种总线的存在：需要学习多个工具、实现多种基础设施、它们之间需要多种接口。一个能处理I/O需求、点对点集成、运动控制、安全性、以及与全厂系统垂直集成的单一总线能较大地简化初期工程和运行维护工作。单一总线是理想的情况，但诸如AS-I这样的执行器和传感器总线总是需要的。工业以太网的问题就在于连线过多，对于1比特环境来说成本太高。但工业以太网在其它方面都表现良好：
输入/输出连接。当提及工业以太网时，大部分人首先想到的是输入/输出连接。他们的概念就是将现场总线移植到以太网上。虽然这一点无疑是较重要的因素之一，但如果工业以太网的作用仅仅是替换现场总线，那么它就不可能是能用在（几乎）全部工厂自动化领域的良好网络。星型拓朴结构缺乏现场总线的优势－总线本质！有一些提供商意识到了这一点，已经开始在其器件中配备开关，使之能实现“虚拟”总线结构。
点对点集成。点对点集成适用于PLC到PLC或设备到设备。将设备集成到一致的生产线上是具有挑战性的工作，需要对每台设备上的每一个不同的控制器件进行编程。Profinet为各种设备提供了“组件化”构造，使用代理作为Profinet与设备提供商的标准控制网络之间的接口，包括Profinet、Interbus、DeviceNet、Modbus、串行网络，等等。这项技术还可以容易地集成现有的设备，而不必抛弃现有的网络从头再来。
运动控制。离散型自动化领域看起来不需要考虑那么多运动控制的因素，但ARC咨询集团（ARC Advisory Group）的一项研究显示，运动控制在“离散型”市场实际上占据38%的比例。所以如果需要有网络的话，该网络就必须能处理运动控制。工业以太网，比如Profinet，每毫秒能处理150轴。
安全性。北美的法律现在已经允许在PLC里面和现场总线上实现安全性电路。很多工业以太网已经宣布或发布了安全性协议。就Profinet来说，已有五年历史的Profisafe已经从Profibus扩展到了Profinet。
垂直集成。由于物理层相同（都是以太网）且协议层也相同（TCP/IP），到全厂范围系统的连接更为简便。
3.连接方式：从有线到无线
某些项目必须使用无线连接，另一些则是为了方便而使用无线连接。在调试或试车生产线时，无线连接可以为找到问题所在提供便利。人们经常需要从移动的设备上获取控制信号－特别是转动的设备。在这种情况下，使用电缆或导电环都会带来恼人的维护问题，并且会有间歇性的信号中断。标准的无线以太网连接使用IEEE 802.11这样的标准，为从移动设备上获取控制信号提供了易于理解而又支持良好的方法。
4.信息技术：从忽视到提高
过去的办公室网络与控制工程师无关。现在，信息技术（IT）部门在办公室网络上使用的工具适用于工业以太网，而相关的知识和经验跨越了IT/控制工程界限。部门之间的界限必将消失。
5.车间网络：从专有型到开放型在专有总线时代，用户受限于某个供应商和有限的器件集合。有了开放的网络之后，就有更多的供应商和更多的产品可供选择了

2007年7月27日至8月5日,我们一行6人先后考察了⑴洛阳有色金属设计院及其铸轧机、冷轧机设备制造厂（洛南1850mm冷轧机、万基铝业1830mm铸轧机），⑵河南明泰2000mm铸轧机（捷如），⑶河北涿神公司冷轧机、铸轧机及其华北铝1900mm铸轧机，⑷上海天重公司及其扬州制造厂、瑞闽铝业1850mm冷轧机、南方铝业1850mm冷轧机（未交工）⑸上海捷如公司及其制造厂等厂家。通过考察，我对于铝板带生产工艺流程有了一定的认识，并侧重了解了该生产工艺中所涉及到的电气自动控制方面的技术问题，下面是我的一些心得总结。
一：铝板带工艺设备流程简图
铸轧冷轧机的主要工作是将原炉熔炼、静止炉精炼后的高温铝液在快速冷却的同时轧制成铝板，较终通过卷取机卷成铝卷。
即：熔炼——除气装置——铸轧机——四（六）辊不可逆冷轧机——张力矫直机—横切机——纵切机——包装
二：铸、冷轧机设备及电控系统
铸轧机设备主要包括：流槽、除气净化装置、过滤装置、牌坊、铸轧辊、火焰润滑装置、剪切机、卷取机、卸料小车等等。
冷轧机设备主要包括：套筒导出装置、入侧运卷装置、开卷机、夹送辊装置、主机、碎屑运卷装置、液压剪切机、卷取机、出侧运卷装置、套筒导入装置等等。
电控系统：针对铸轧机和冷轧机的工艺流程特点：必须长期稳定连续生产，一旦事故停车将造成严重损失。因此所有的厂家都选用高性能、高可靠性的控制元器件来满足控制要求。轧机的电气控制设备主要包括直流电机控制器、交流变频器、PLC等。
目前工业自动化产品很多，国内认为性能比较好的是Honeywell、ABB和Siemens三家。根据我的了解，Honeywell偏重与控制器和智能变送器的研究，ABB侧重低压电器成套设备和传动产品，而Siemens则倾向于模块化的成套控制系统。考察的这几个设备制造厂家，大多采用Siemens的成套设备，上海捷如在板型控制上使用了Honeywell控制器，洛阳院使用ABB的多些。而天重则全部采用Siemens系列产品。
主要控制系统组成：（参考天重）
1.控制硬件，Siemens 6RA70直流调速装置作传动，S7-300PLC作系统控制，S7-400PLC作液压厚度控制，研华工控机IC610作上位机监控编程调试。
2.控制策略：⑴S7-400PLC作厚度AGC控制，配以模拟量I/O板，高速记数板，进行数据采集及AGC输出伺服阀闭环控制，⑵S7-300PLC作系统的控制，配以ET200从站（安放在各操作箱和站），通过DP接口板与直流驱动器6RA70进行高速，用于协调控制各电机的运转和接收各电机工作状态及数据，同时配T400工艺板，进行卷取的张力补偿、直径计算、圈数计算等等，达到加减速、匀速状态下的恒定和实现自动停车的目的。⑶S7-300PLC和S7-400PLC采用MPI协议，实现方便快速通讯。⑷从站PLC采用Profibus总线结构，实现远程PLC从站通讯。⑸工控机配MP/DP接口板，利用软件，实现设备状况的图形化显示，各外部部件工作位置显示，外部设备启停状态显示，故障存档及报警显示，指标趋势图显示等等。
厚度AGC控制：液压厚度自动控制AGC是轧机工艺中的重点难点。⑴硬件有：接触式测厚仪（德国VOLLMER公司）、位置传感器（Sony公司DG155B系列）、压力传感器、电液伺服器、测速编码器等。⑵控制模式：前馈FFC、反馈MOC、质量流MFC等，具体控制流程：先通过轧制力控制方式RFC进行液位校零，找到辊系倾斜零点和辊缝零点，然后切换到基本位置控制方式POC，进行辊缝预定位控制，较后通过测厚仪的厚差信号，去选择相应的AGC厚控模式进行辊缝微调，达到控制带材厚度精度的目的。
三、轧机配套设备及其电控系统
轧机配套设备主要包括：横切机、拉伸弯曲矫直机、清洗切边机、合卷机、纵切机等。
1.纵切机的全数字电气控制系统

铝板纵切机由开卷机、圆盘剪、张力机及卷取机等设备组成，并由各自的直流电动机牵引。控制系统由PLC及全数字直流控制器组成。
系统概述：系统以PLC为控制核心，读取主操作台的机列速度设定，根据圆盘剪大小盘的选择，输出圆盘剪的速度给定信号，根据卷取机卷轴的大小不同，输出卷取机的速度给定信号，同时按照主操作台上的出口张力设定，控制张力机的张力电流，使铝板的出口侧张力恒定。PLC中还自动计算开卷机的卷径，并据此控制开卷机的磁场电流和张力电流，形成电流-电势复合张力控制方式，保持入口侧铝板中的恒张力。PLC还可以自动计算张力静态补偿和动态补偿系数，使得系统在加减速时自动保持恒张力。

2.拉弯矫直机的电气控制系统
拉弯矫直机的主要目的是提高产品质量，改善板形，使其性能均匀化。
系统概述：利用西门子S7-200PLC中CPU自带的编程口进行多台PLC的I/O扩展模块+模拟量扩展模块实现PI网络通讯，TP070触摸屏人机操作面板，多台直流驱动装置去控制整个拉弯矫直机的传动及交流辅助控制。
控制策略:主站执行所有的操作控制、数据处理、网络通讯、数据收发等，并安装在主操作台中；分站安装在各直流控制柜中，对各柜中的操作状态信号进行采集，如：电机实际速度、电流、运行状态等，通过PPI协议传送到主站，同时接受主站来的控制信号，如：点动、启动、急停、运行等，每个CPU模块都分别控制一台或两台直流传动装置。

其他设备的电气控制元件和控制方法都类似，比较容易实现。

(7)地线检查

    要求有良好的地线，测量机床地线，接地电阻不能大于1Ω。

    (8)电源相序检查

    用相序表检查输入电源的相序，确认输入电源的相序与机床上各处标定的电源相序应**一致。

    有二次接线的设备，如电源变压器等，必须确认二次接线的相序的一致性。要保证各处相序的**正确。此时应测量电源电压，做好记录。

    4.2机床总电压的接通

    (1)接通机床总电源，检查CNC电箱，主轴电机冷却风扇，机床电器箱冷却风扇的转向是否正确，润滑，液压等处的油标志指示以及机床照明灯是否正常，各熔断器有无损坏，如有异常应立即停电检修，无异常可以继续进行。

    (2)测量强电各部分的电压特别是供CNC及伺服单元用的电源变压器的初次级电压，并作好记录。

    (3)观察有无漏油，特别是供转塔转位、卡紧，主轴换档的以及卡盘卡紧等处的液压缸和电磁阀。如有漏油应立即停电修理或更换。

    4.3CNC电箱通电

    ;(1)按CNC电源通电按扭，接通CNC电源，观察CRT显示，直到出现正常画面为止。如果出现ALARM显示，应该寻找故障并排除，此时应重新送电检查。

    (2)打开CNC电源，根据有关资料上给出的测试端子的位置测量各级电压，有偏差的应调整到给定值，并作好记录。

    (3)将状态开关置于适当的位置，如日本FANUC系统应放置在MDI状态，选择到参数页面。逐条逐位地核对参数，这些参数应与随机所带参数表符合。如发现有不一致的参数，应搞清各个参数的意义后再决定是否修改，如齿隙补偿的数值可能与参数表不一致，这在进行实际加工后可随时进行修改。

    (4)将状态选择开关放置在JOG位置，将点动速度放在较低档，分别进行各坐标正反方向的点动操作，同时用手按与点动方向相对应的**程保护开关，验证其保护作用的可靠性，然后，再进行慢速的**程试验，验证**程撞块安装的正确性。

    (5)将状态开关置于回零位置，完成回零操作，参考点返回的动作不完成就不能进行其它操作。因此遇此情况应首先进行本项操作，然后再进行*4项操作。

    (6)将状态开关置于JOG位置或MDI位置，进行手动变档试验，验后将主轴调速开关放在较低位置，进行各档的主轴正反转试验，观察主轴运转的情况和速度显示的正确性，然后再逐渐升速到较高转速，观察主轴运转的稳定性。

    (7)进行手动导轨润滑试验，使导轨有良好的润滑。

    (8)逐渐变化快移**调开关和进给倍率开关，随意点动架，观察速度变化的正确性。

    4.4MDI试验

    (1)测量主轴实际转速

    将机床锁住开关放在接通位置，用手动数据输入指令，进行主轴任意变档，变速试验，测量主轴实际转速，并观察主轴速度显示值，调整其误差应限定在5％之内。