1. 引言
隨著微處理器、計算機和數字通信技術的飛速發展，計算機控制已經擴展到了幾乎所有的工業領域。PLC是以微處理器為基礎的通用工業控制裝置，它的應用面廣、功能強大、使用方便，是當代工業自動化的主要設備之一。【1】PLC已經廣泛的應用在各種機械設備和生產過程的自動控制系統中，PLC在其他領域，例如民用和家庭自動化的應用也得到了迅速的發展。
卷板機是機械加工中的重要設備，應用范圍廣泛，可廣泛應用于石油、石油化工、制藥、冶金、造紙、電力、食品及輕工等工業領域。我們研發的卷板機電氣控制系統具有直觀性、可靠性和較高的性價比，已經大量應用在大型船廠和空調加工廠，經應用證明具有很好效果，提高工人工作效率，產生很大的經濟效益。
2. 工藝流程
本文所討論的四輥卷板機上輥旋轉為機械轉動，下輥和側輥升降為液壓傳動，操作采用電氣集中控制，該機一次上料能完成板料兩端的預變及卷制筒形，弧形工件，還可以對金屬板料進行一定的整形和校平工作，有直接預彎，省事、省料之功效，上輥、下輥、側輥兩端固定旋轉編碼器，將輥旋轉次數轉換成六路高速脈沖信號，傳送到PLC實現邏輯功能。自動控制要求主要有方便的任意點位置的定位，機械本體系統參數修整設置，故障診斷提示功能，簡潔高效的系統操作提示及報警可在操作面板上顯示，系統的啟動、停止以及急停可在任何狀態下進行。經過分析，需要六路高速輸入通道，可以采用兩個性能穩定、成本低廉的西門子S7-200系列的PLC就可以滿足要求。
3. 控制系統硬件配置
PLC選用S7-200 PLC的型號為CPU226 DC/DC/24輸入/16輸出，自帶4個兩相高速計數器（30KHz），兩個RS485接口。
人機界面選用SOLT500D-C彩色觸摸屏，可以與市場上主流PLC廠家的PLC直接通訊（正是由于其兼容性強才決定選用此產品），還可以通過MODBUS協議跟單片機直接通訊。SOLCN觸摸屏軟件esol5.8，支持離線模擬功能，在沒有觸摸屏的情況下，可以在電腦上模擬編輯好的程序，使用起來非常方便。
4. 控制系統軟件設計及功能
系統的軟件主要由觸摸屏參數設置和流程實時檢測及PLC采集現場信息進行邏輯控制。觸摸屏軟件主要有系統圖、工藝參數實時顯示、參數設置、系統簡介、報警、診斷等畫面，這些畫面可以讓工人直觀方便的掌握機器運行狀態，也可以方便用戶進行后期的設備維護。如圖4、圖5、圖6所示部分子畫面。 
PLC采集現場信號，進行邏輯控制，實時輸出控制量，達到控制目標。控制系統的邏輯關系在STEP7—Micro/WINV4.0環境下設計PLC的梯形圖，實現邏輯自動控制。下面給出部分主要程序的梯形圖。
4.1 PLC 程序設計
本系統需要輸入六(liu)路高速(su)計數信(xin)號，一個(ge)(ge)(ge)S7-200 PLC不能滿足要求(qiu)，通過兩(liang)個(ge)(ge)(ge)西門子PLC組(zu)網(wang)來解決這個(ge)(ge)(ge)問題。兩(liang)個(ge)(ge)(ge)PLC組(zu)網(wang)的通信(xin)程(cheng)序可以由S7-200指令向(xiang)導的NETR/NETW功能創建，在每個(ge)(ge)(ge)掃(sao)描周期(qi)內使(shi)用(yong)SM0.0即(ji)可在主程(cheng)序中(zhong)調用(yong)此子程(cheng)序。

（圖1）
旋轉編(bian)碼器(qi)(qi)是高(gao)(gao)速(su)(su)脈沖(chong)信號(hao)，PLC低速(su)(su)輸入(ru)端口無法捕捉(zhuo)，必須使(shi)用(yong)內置高(gao)(gao)速(su)(su)脈沖(chong)信號(hao)計(ji)數(shu)器(qi)(qi)，圖1中，Network1為從PLC高(gao)(gao)速(su)(su)計(ji)數(shu)器(qi)(qi)HSC0,HSC1,HSC2將接收的(de)旋轉編(bian)碼器(qi)(qi)的(de)脈沖(chong)信號(hao)傳(chuan)入(ru)主(zhu)PLC的(de)讀(du)緩沖(chong)區VD300,VD304,VD308中,在(zai)主(zhu)PLC中進行邏輯控(kong)制。Network2為數(shu)據(ju)在(zai)主(zhu)PLC處理后傳(chuan)送(song)至(zhi)從PLC讀(du)緩沖(chong)區。

（圖2）
控制(zhi)(zhi)系統參數(shu)非常重(zhong)要，如果由于意外(wai)突(tu)然斷電丟(diu)失(shi)數(shu)據(ju)，將會對生產過(guo)程造成很大(da)的(de)損失(shi)，為了(le)防止此類情況(kuang)的(de)發生，本系統設(she)計了(le)六路高速計數(shu)器的(de)掉(diao)電保(bao)持(chi)程序(xu)。圖2為從PLC的(de)高速計數(shu)器HSC0的(de)掉(diao)電保(bao)持(chi)程序(xu)，HSC0的(de)傳(chuan)輸數(shu)據(ju)存儲(chu)(chu)區(qu)(qu)VD1000在傳(chuan)遞給主PLC的(de)讀(du)緩沖區(qu)(qu)同時傳(chuan)入存儲(chu)(chu)區(qu)(qu)SMD38,置(zhi)位(wei)SMB37，指定高速計數(shu)器HSC0。將PLC數(shu)據(ju)保(bao)存在存儲(chu)(chu)區(qu)(qu)中。其它高速計數(shu)器同樣做此設(she)計。人(ren)機中的(de)配方數(shu)據(ju)寄存器長度為32K（32768）字節(jie)。斷電保(bao)存類型。主要用(yong)(yong)于與PLC指量交換數(shu)據(ju)，如用(yong)(yong)于生產工藝控制(zhi)(zhi)數(shu)據(ju)的(de)保(bao)存及重(zhong)新設(she)置(zhi)等。用(yong)(yong)戶必須自動計算配方地址的(de)使用(yong)(yong)情況(kuang)，不允(yun)許重(zhong)復使用(yong)(yong)同一(yi)地址。【2】

（圖3）
本系統采用了速肯觸摸屏作為人機界面，圖3為觸摸屏控制高速計數器HSC0清零功能，觸摸屏操作的清零按鈕對應的PLC地址M31.0，當觸摸屏按鍵動作時，M31.0的值相應改變，將存儲區SMD38,VD1000清零，SMB37置位，從而實現了清零效果。觸摸屏的其他功能也是指定相應PLC存儲區地址即可。
4.2觸摸屏(ping)畫面設計

（圖4）

圖(tu)4為觸摸屏手(shou)動狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)界面(mian)，左側(ce)(ce)實時顯示(shi)三(san)(san)個(ge)輥的(de)坐標(biao)值(zhi)，右側(ce)(ce)為三(san)(san)個(ge)輥坐標(biao)的(de)圖(tu)形化顯示(shi)，下(xia)側(ce)(ce)為油泵(beng)電(dian)機和主電(dian)機的(de)工(gong)(gong)作狀(zhuang)態(tai)(tai)。當(dang)按(an)下(xia)手(shou)動按(an)鈕后，觸摸屏界面(mian)如(ru)圖(tu)5所(suo)示(shi)，三(san)(san)輥的(de)運動狀(zhuang)態(tai)(tai)變為自動鎖定(ding)狀(zhuang)態(tai)(tai)，不可(ke)進行(xing)手(shou)工(gong)(gong)操作。

（圖5）

在工作(zuo)過(guo)程(cheng)中出現(xian)任何異常情況，可(ke)按操(cao)作(zuo)臺上的急停按鈕(niu)進(jin)入急停狀態，來保護現(xian)場。外部(bu)信號(hao)或操(cao)作(zuo)失(shi)誤自動(dong)進(jin)入報(bao)(bao)警(jing)畫面，也(ye)可(ke)手動(dong)進(jin)入查(cha)看。報(bao)(bao)警(jing)時外部(bu)紅燈點(dian)亮，且屏幕上報(bao)(bao)警(jing)菜單閃爍，提(ti)示設備故(gu)障點(dian)。故(gu)障排除后自動(dong)返回(hui)。如(ru)果出現(xian)主(zhu)電(dian)機(ji)過(guo)熱，油泵電(dian)機(ji)過(guo)熱，三輥(gun)運動(dong)超(chao)行程(cheng)時，也(ye)會自動(dong)彈出報(bao)(bao)警(jing)界面，如(ru)圖6，圖7所(suo)示，避免不(bu)必(bi)要的損失(shi)。

（圖6） （圖7）
4.3系統調試
主站PLC RS-485接口與速肯觸摸屏COM0用電纜直接連接通信，兩個PLC直接設成主站從站后通過RS-485進行通訊。筆記本用PC/PPI電纜線與PLC連接，下裝系統的PLC程序，運用SIEMENS Mananger軟件的在線監控功能，在線監控PLC程序的運行狀態，完成系統調試。
根據生產的需要，可以對各輥的上行程保護位置設定，直接輸入需要修正的數值。電機啟動延時，（即電機停止后，慣性運行的時間段）調整時應 >實際時間，單位為100ms。頻敏分離時間（即電機帶頻敏啟動器運行的時間，根據電機實際額定速度接近到達時間而定），調整時應 <實際需要時間，單位為100ms。位置比與跟蹤誤差值修正，默認脈沖/位置比設置為1，自動跟蹤誤差設置為1。
5. 結束語
根據(ju)WB12N-12X2500卷(juan)板機(ji)型卷(juan)板機(ji)的特點進行(xing)(xing)設計(ji)的電(dian)氣控制系(xi)統，具有(you)投資小，安裝調試簡單，可靠性(xing)高(gao)，目(mu)前該控制系(xi)統在多家空調生產廠家，大型船(chuan)廠等地方，運(yun)行(xing)(xing)穩定可靠，獲得滿意的效(xiao)果。