一、前言 紡織行業(yè)分為前紡及后紡，后紡就是印刷和織布工藝；前防則是原棉，疏棉工藝完成，以下將介紹前紡的詳細工藝，前紡主要是梳棉——并條——粗紡——細紡——絡筒；其中工藝國內生產的設備為：化阡機-精梳機-氣流紡-細紡機-絡筒機；目前國際上影響力較大的紡織機制造商為瑞士的力達及蘇拉；國內知名企業(yè)為精緯集團（細紡機）, 鄭州紡機，青島宏大（絡筒機），榆次紡機（細沙機）；國內用于紡織機控制基本上利用西門子200系列PLC。而目前較先進及全工藝全自動紡織機為日本的噴氣及劍桿織機；要大力的提高生產效率及降低生產成本，需要一個合理的自動控制。因此下面將會介紹UniMAT產品在紡織行業(yè)中應用。 二、紡織機工藝及設計要求 紡織機控制要求：1.中斷計數(shù)2.控制電機啟停3.4個回路PID調節(jié)5.網絡集成功能6.文本顯示功能或觸摸屏7.所以電氣元件的使用環(huán)境0～80℃8.繼電輸出穩(wěn)定9.電磁干擾影響小10.模擬量輸出控制3～4變頻器11.EM277組網絡12.通信口必須2個13.其中要支持自由口通信及網絡讀寫通信14.MUDBUS及PPI通信11.CPU需帶暫存卡12高速計數(shù)為8～10 整個控制系統(tǒng)由PROFIBUS 網絡組成。設備選用S7-400 系列PLC，CPU 為CPU412-2DP，作PROFIBUS 主站，其自身的I/0 由ET200M 組成；C 設備，D 設備，選用ET200M 遠程I/0 方式作A 設備的PROFIBUS 從站；B 設備和E 設備選用S7-200系列PLC，并配EM277，直接作為A 設備的智能從站。A 設備與工程師站的聯(lián)接及與管理層聯(lián)網方式同方案一，操作員站同樣選用TP37。A、C、D 設備的手動調試利用一個TP170B 就近聯(lián)接完成。A、B、C、D、E 各設備的信息都必須通過一塊CP443-1 以太網卡傳送到工程師站及管理層網絡，存在一個數(shù)據(jù)通訊的瓶頸問題，數(shù)據(jù)交換的實時性及速度都受到限制。另外，鑒于TP37 的能力，操作員站只能用于參數(shù)設置及少量數(shù)據(jù)顯示用，而無法完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存檔、報表生成等進一步的數(shù)據(jù)處理功能，并且圖形的動態(tài)顯示效果也不理想。而西門子WinAC 產品的特點正好解決了這些問題。 WinAC 不僅僅是一個可編程序控制器，它將自動化控制和人機界面集成在一個PC 平臺上，在進行自動化控制的同時，完成大量的數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)處理及可視化處理?；谏鲜鲈?，對第二種設計方案進行了改進。首先，考慮到生產線運行的安全性及穩(wěn)定性，用WinAC 產品中的插槽型PLC Slot 412 代替原來的S7-400PLC 的CPU412-2DP，配合使用電源擴展板，并外接24 伏直流電源，使控制系統(tǒng)可獨立于PC 機的操作系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運行的高可靠性。其次選用西門子嵌入式觸摸面板工業(yè)PC 機IL70 作為PC 平臺，其集成的TCP/IP 以太網口直接與工程師站及管理層聯(lián)網，另外在IL70 上運行WinCC 人機界面軟件，使操作員站能完成更強大的功能。 IL70 作為WinAC Slot 412 的運行平臺，同時也作為操作員站，并通過集成的TCP/IP、網口與工程師站及管理層聯(lián)網。IL70 上運行的WinCC 人機界面軟件通過OPC 客戶機方式從WinAC 的OPC 服務器端存取控制引擎中的數(shù)據(jù)。由于WinAC、WinCC 在一個PC平臺上，因此這種數(shù)據(jù)交換方式速度快，數(shù)據(jù)量大，實時性好。 　　 WinCC 作為人機操作接口，完成整個控制系統(tǒng)的參數(shù)設置及實時數(shù)據(jù)顯示，實現(xiàn)用戶提出的復雜的動畫顯示功能，并對生產數(shù)據(jù)及各設備運行狀態(tài)進行存檔，生成報表，提供報警信息以及設備的維護信息。 　　 工程師站是一臺普通的PC 機，通過以太網與操作員站聯(lián)接。工程師站上也運行一套WinCC 軟件，通過DCOM 配置，同樣以OPC 方式從WinAC 存取數(shù)據(jù)，并且某些權限比操作員站上的高。由于在操作員站上使用了WinCC 工業(yè)組態(tài)軟件，使管理層從該生產線獲取生產信息非常方便。WinCC 具備多種方式進行網上數(shù)據(jù)交換，如可以運用WinCC 的客戶機/服務器方式，或WinCC 的Web 瀏覽器功能等等，為將來用戶廠的聯(lián)網生產管理提供多種選擇。 　　 一臺移動式的TP170B 操作面板，通過C 或D 設備上的ET200M 接口模板IM153 上的PROFIBUS 三通接頭直接聯(lián)接到系統(tǒng)的PROFIBUS 網上，對網上的任何一臺C 設備或D 設備進行手動操作，使調試人員能在設備邊上直接進行手動調試。TP170B 上集成了生產線上所有A、C、D 各設備的手動調試畫面，因此一臺TP170B 可完成所有設備的手動調試工作。 　　 對于系統(tǒng)控制軟件，B、E 設備的控制程序由自身的CPU224 完成。A、C、D 設備控制程序由WinAC Slot 412 完成。其中A 設備中有兩路高速計數(shù)要求，由兩塊FM350-1高速計數(shù)模板完成。每個D 設備中有兩路壓力PID 調節(jié)，系統(tǒng)中一共有4 路PID 調節(jié)，鑒于Slot 412 的高速指令執(zhí)行速度，用S7 軟件PID 功能塊就可以完全滿足要求。 　　 系統(tǒng)控制軟件中的一個重要部分是完成用戶的多種工藝選擇要求。如圖一所示，紡織廠根據(jù)自己產品的工藝要求可以隨意組建生產線。如可以只購買A、B、C、D 各1 套設備及若干E 設備組成一條生產線；或購買A、B 及C 設備各1 套，D 設備2 套及若干E 設備組成一條生產線；或購買1 套A 設備，B、C、D 設備各2 套，在運行時可自由選擇是否開1 套C 設備，或同時開2 套C 設備等等。而生產線的生產廠家為保證產品管理的統(tǒng)一性，要求只用一套控制軟件來完成生產線各種可能的配置的控制任務。也就是對他們的所有紡織廠用戶只提供一套控制軟件，由用戶自己在操作員站上設置生產線的實際配備。 　　 這就出現(xiàn)了一個問題，即控制軟件必須包括生產線最大可能配置所有設備的控制任務以及組態(tài)配置，但當某個設備在生產線上實際不存在時，又必須保證整個PROFIBUS網絡運行不出現(xiàn)故障。 　　 西門子STEP7 軟件提供了一種方法可以通過用戶程序，使PROFIBUS 從站自由地從網上斷開而不影響主站的運行。首先，在控制程序中，必須編制組織塊OB84、OB86、OB87、OB122，這些組織塊在系統(tǒng)出現(xiàn)網絡故障，或I/0尋址故障時，由CPU 直接調用。如果控制程序沒有包括這些組織塊，當系統(tǒng)網絡中有從站斷開，CPU 會直接進入停止運行狀態(tài)。因此，在Slot 412的控制程序中裝入了OB84、OB86、OB87、OB122。 　　 其次，STEP7 提供了一個系統(tǒng)標準塊SFC12，利用SFC12，控制程序可以讀取DP從站的狀態(tài)，禁止DP 從站或激活DP 從站。當CPU 啟動時，如果是冷啟動或暖啟動，系統(tǒng)配置中的所有DP 從站被自動激活。熱啟動時，DP 從站保持原有狀態(tài)，即如果原來是激活狀態(tài)則保持激活，原來是禁止狀態(tài)則保持禁止。如前所述，生產線的控制程序及配置是唯一的，也就是配置是按照生產線可能的最大配置做的，如果實際的設備配置與控制軟件中不同，下載后CPU 會出現(xiàn)故障。因此，在生產線按裝完成第一次正常通電時，初始化程序將所有Slot 412 的PROFIBUS 從站通過調用SFC 12 禁止掉，等Slot 412 正常運行后，由操作員在操作員站上通過WinCC 人機界面軟件做出實際需要的配置?？刂瞥绦虼_認這些配置后，再將存在的或選用的設備一一激活，以后當CPU 重新啟動時就會保持這種配置狀態(tài)，而無需再做激活或禁止工作。通過以上兩個處理，控制系統(tǒng)能在任何不同的配置下正常工作。 　　 目前，該項目調試正接近尾聲，所有控制軟件已基本調試完成，并達到了預期的目標。 　　 通過這個項目可以發(fā)現(xiàn)，隨著PC 機及網絡技術在工業(yè)現(xiàn)場的快速發(fā)展，基于PC 的自動化產品解決了傳統(tǒng)PLC 不足之處，它的大容量實時數(shù)據(jù)處理，大容量的系統(tǒng)資源，方便的網絡聯(lián)接，強大的可視化功能，快速的指令處理等能力，會使該類產品在工業(yè)自動化領域中得到越來越多的應用，在擴展I/O數(shù)字及模擬量點上較多，所使用的擴展模塊為UniMAT 模塊。 （4）樓層召喚燈指示模塊：當有樓層召喚登記（如01001）或已有該樓層召喚燈輸出（如00009）時，如果實際運行樓層（40400）不等于召喚樓層，則該樓層召喚燈輸出顯示亮；如果實際運行樓層（40400）不等于召喚樓層，則該樓層召喚燈輸出熄滅。 三、結束語 本文以億維自動化技術有限公司生產的X5系列PLC為例，闡述了PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應用，分別描述了電梯控制系統(tǒng)的構成及工作原理，并給出了PLC的I/O接口配置及其軟件設計流程和梯形圖的編寫。 通過X5系列PLC在某型號電梯控制系統(tǒng)的現(xiàn)場應用，在廣大電梯使用客戶中獲得了良好的評價，并得到了多家生產廠家對該系列PLC質量和性能的認可，該電梯控制系統(tǒng)只需要稍加改進即可應用于更高性能要求的電梯中。這一切都表明該系列PLC不僅可以滿足電梯對高可靠性的實際需求，而且在控制水平和性能完全可以替代進口的同類產品，并將突破電梯領域應用到更為廣泛的行業(yè)，未來前景將更為廣闊。