西门子模块6ES7253-1AA22-0XA0功能参数
【一般模型】
印刷开槽模切机一般由以下几个部分组成，
（1） 送纸部：电控部分采用PLC、触摸屏和变频器。操作员可在触摸屏设定纸张的长、宽等相关数据，调整前挡板、侧挡板的位置，使得后续的各部定位准确，取得良好的印刷、模切效果。
（2） 印刷部：由多个单色印刷部组成，均采用PLC与触摸屏控制。彩色原稿经过电子分色制版成反面图像，然后通过印刷机进行印刷，将水墨从印刷机网纹辊上转移到印刷版上，再将水墨从印刷版上转移到瓦楞纸板上。通过套色、叠色得到正面的图像，实现原稿样箱的复制。在触摸屏上可以调整印刷位置，印压滚筒的深度等。
（3） 开槽部：对印刷好的纸板进行压线开槽的工序。各刀具的位置通过触控画面可调。
（4） 模切部：模切的相位可通过触摸屏调整设定，由PLC程序控制，配合高速脉冲计数，取得的开模效果。
【技术难点】
由印刷开槽模切机具备的功能来看，它对所采用的PLC提出了以下的挑战。
（1） 位置检测比较多，位置信号是通过编码器给PLC的，因此对PLC的高速计数器的数量有要求。如送纸部有6个编码器，印刷部各站有8个编码器，开槽部和模切部各有7个。虽然反馈脉冲的频率不高，但一般计数器是无法胜任的。
（2） 各站之间需要作数据通讯，如各站的故障信息，位置参数与当前值，生产参数，互锁信号等等。这些数据的收发，有的是主站与从站之间的，也有的是从站与从站之间的。因此通讯部分的控制程序设计是一个难点。
（3） 各个站都需要控制变频器，一般用通讯方式控制。因此对通讯口的数量有要求。
（4） 程序量较大。
【永宏方案】
永宏PLC是台湾永宏电机股份有效公司研发生产的小型PLC，近20年的专注研发，永宏FBs系列的性能与品质在小型PLC上睥睨业界，甚至可媲美中型PLC。
FBs系列的MC高功能型主机，具备以下高端性能：
（1） 单机大支持5个通讯口，支持RS-232，RS485，USB和以太网接口。
（2） 单机支持8个高速计数器，4个硬件高速计数器的输入频率为单独200kHz，4个软件高速计数器的输入频率为总和5kHz。
（3） 单机支持4轴高速脉冲数出，大输出频率为200kHz。
（4） 单机支持16点 中断输入，本体的输入点具有信号捕捉功能。
（5） 全系列具有20k步的程序容量。
系统结构图：
依照具体IO分布，各个部可选用32点~60点的MC高功能型PLC主机，本体即可解决高速计数器以及通讯口个数的要求。
程序部分：
（1） 主机具备4个200kHz的硬件高速计数器（HHSC）和4个频率总和为5kHz的软件高速计数器（SHSC），无需另加高速计数模块即可满足系统需求。软件高速计数器支持U/D,P/R,A/B三种计数模式，硬件高速计数器更是支持U/D*2， P/R*2, A/B*2，A/B*3, A/B*4，共计8种计数模式。
（2） 永宏PLC通过通讯口port2，可实现主机之间的高速CPU bbbb。高速联机时，高Baud Rate 为921.6Kbps，低为38.4Kbps（可调）；Data Bit 固定为8-bit；数据以原始码（也就是数据本身的二进制码）传输（比ASCII Code 快一倍）；错误检验方法采用比Checksum 方式稳定可靠的CRC-16。
高速联机的数据传输理念是以COMMON DATA MEMORY 观念来设计，每站多支配32word长度的资料区域。例如主站将R0～R31 的内容送出，则所有从站PLC 的R0～R31 的内容都会与主站相同；2 号从PLC 将R32～R47 中内容送出，则主站及其它从PLC 的R32～R47 的内容都会与2 号站相同，依次类推。
只需要在主站调用FUN151指令，并添加通讯命令，如下图所示，即可方便完成通讯功能。而不需要在每一站分别写通讯命令，轮流占用信号传输通道，有着显著的优越性。
（3） 通过通讯口port1~port4的任意一个，都可以使永宏PLC作为主站，与外围设备通过Modbus协议进行通讯。同样是通过“功能指令+表格”的形式，FUN150.M_BUS指令可轻易实现PLC对变频器的通讯控制，简单显示如下：
1 引言
工业蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水**使其与蒸发量保持动态平衡，维持汽包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。若水位过高,影响汽水分离的效果,使用气设备发生故障;而水位过低则会破坏汽水循环,严重时导致锅炉爆炸，所以锅炉汽包水位必须严加控制。为了确保锅炉生产的稳定、可靠和经济运行，我们设计采用了性能**的永宏FBs-PLC、变频调速器、计算机应用等自动化设备组成的锅炉PID自动控制系统。该控制系统通过检测水汽压力、温度，汽包液位等运行物理量，在运行过程中全自动调节，保证了工业锅炉的安全稳定高效运行。
2 工业锅炉相关工艺介绍
蒸汽锅炉是厂矿重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽，以满足负荷的需要。为此，锅炉生产过程的各个主要参数都必须严格控制。而利用余热气体作为热交换介质的余热锅炉在全国占有很大的比例，其节能降耗效果尤为明显。某化工厂硫酸余热锅炉就是利用沸腾炉出来的炉气(主要是SO2)温度过高，将其作为热交换对象，通过余热锅炉副产中压蒸汽供各生产分厂使用，既保证了生产需要，也达到了节能降耗的目的。锅炉是一个较为复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。余热锅炉工艺流程如图1所示。
3 控制难点分析
锅炉计算机控制是近年来开发的一项新技术。它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，作为锅炉控制装置，其主要任务是保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。采用微计算机控制，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能。它的被调量是汽包水位，而调节量则是给水**，通过对给水**的调节，使汽包内部的物料达到动态平衡，变化在允许范围之内，虽然锅炉汽包水位对蒸气**和给水**变化的响应呈积极特性，但是在负荷(蒸气**)急剧增加时，表现却类似逆响应特性，即所谓的虚假水位。造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面大的汽包中位线附近，以**锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双冲量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。所谓三冲量调节系统就是把给水**W，汽包水位H，蒸汽**D三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。具体调节过程方框图如图2所示。
先通过蒸汽**变送器和给水**变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数，通过比例系数可以调节蒸汽**或给水**对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G，那么在平衡条件下应有D×Dk-W×Wk+H-G=0的关系式存在。其中Dk为蒸汽**系数 Wk为给水**系数。如果再设定时，保证在稳态下D×Dk=W×Wk那么就可以得到H=G。此时调节器的输出就与符合对应，给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化，平衡状态被破坏，PI调节模块的输出必将发生变化。当水位升高了，则调节模块的输出信号就减小，使得给水调节阀关小。反之，当水位降低时，调节模块的输出值增大，使给水阀开大。实践证明三冲量给水单极自动调节系统能保持水位稳定，且给水调节阀动作平稳。锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路，因为汽包内压力较高，要给锅炉补水必须提供更高的压力，给水压力回路的作用是**水压，使水能够正常注入汽包。但在蒸汽**未达到满负荷时，对给水**的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转，用回流阀降低水压防止爆管，现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压。锅炉给水量通过汽包液位调节。汽包液位测量选用浮筒液位计。为有效利用转换废热，降低消耗，减低劳动强度，有利于整体工艺稳定，要求汽包液位自动控制，正常生产时波动应小于±5％。PID调节蒸汽出口阀可以很好的控制汽包压力。开车正常后波动范围不大，可以不考虑。转化负荷波动、出预热器锅炉给水温度变化、锅炉负荷波动、排污量变化这几个因素对汽包液位的影响必须考虑。以汽包液位为主调参数、以给水**为副调参数、以蒸汽**为前馈，但调节效果很差。引起汽包液位的大起大落。考虑到该废热锅炉控制参数耦合小，流程简单，产汽量也较稳定，我们从操作人员的操作中得到启发，认为减少给水量的波动从而稳定给水温度成为该废热锅炉液位控制的要点。因此我们选用“以汽定水＋液位前馈”比值控制方案，方案框图如图3所示。
其中系数K为汽水损失率(给水**与蒸汽**的比值)，范围为1.1～1.2。PID参数为P＝300％、I＝0.4、D＝0。这组PID参数可以使阀位波动幅度不大而回路有较快的跟踪效果。液位前馈系数与锅炉额定负荷密切相关，一般是额定负荷越大前馈系数也越大。本项目废热锅炉的额定负荷为35t／h。前馈系数按表一给定，见附表:
附表 前馈系数表
投运时首先投运给水**单回路，调节平稳后，再切换为蒸汽**比值控制，液位前馈同时起作用。以汽定水＋液位前馈比值控制方案调试投运简单方便，投运后经负荷扰动(产汽量变化)、液位扰动(排污量变化)实验，抗扰动性能良好，投运以来运行平稳，达到工艺要求。图4为2.5h实时液位记录曲线，其中记录了负荷扰动情况。液位波动范围＜±3％。
