基于WinAC的橡胶连续硫化机组的控制系统设计

电机驱动信号输出，通过出口中间继电器，驱动电机操作回路，完成电机分批自启动；
· 模拟量输出模块：SM332（AO 2 x 12 位），主要给变频器提供0～10V控制信号，实时控制三相异步电机的运行。
· 分布式IO使用ET200M，包括以下部件：电源PS307，Profibus模块ET200M，数字量输入，数字量输出，模拟量输入。
PLC采用了四个框架，在RTU信号柜内有三个，其中一个为备用扩展框架；另一个在操作台内，通过IM361扩展连接，这样简化了接线，大大地提高可靠性。

3 系统实施策略

3.1 温度控制策略
电缆橡胶硫化的温度、压力由有机物熔化并作载体实现，而熔盐的熔化由工业电炉控制，实时控制工业电路的电流也就实现了温度的实时控制。温控采用PID调节时，在进行PID调节时，比例调节反映系统偏差的大小，只要有偏差存在，比例调节就会产生控制作用，以减少偏差。微分调节根据偏差的变化趋势来产生控制作用，它可以改善系统的动态响应速度。积分调节根据偏差积分的变化来产生控制作用，对系统的控制有滞后的作用，可以消除静态误差。增大积分时间常数可提高静态精度，但积分作用太强，特别是在系统偏差较大时会使系统超调量较大，甚至引起振荡。因此，本系统中，我们采用如下温控策略，组成智能控制系统
· 实际温度低于Ｔ1时，为加快响应速度，全功率加热。
· 实际温度位于[Ｔ1～Ｔ2]范围内时，为避免积分饱和，分离积分项，采用ＰＤ控制。
· 实际温度位于[Ｔ2～Ｔ3]范围内时，采用PID控制。
· 实际温度位于[Ｔ3～Ｔ4]范围内时，采用自适应PID控制。
· 当实测温度Ｔ>Ｔ0+ξ且在采样周期中，温度持续上升，则继电器断开
· 在采样周期中，温度持续下降，则继电器接通，其它情况实行PID控制。(死区阀值ξ本系统取为1℃)。这种控制方法不仅考虑了实测温度和设定温度的偏差，而且考虑了实测温度的变化趋势，可减少超调和波动，具有自适应的效果。
· 实测温度大于Ｔ4时，接通风扇电源，强制制冷。Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3的选择为：
Ｔ1=Ｔ0×87％，Ｔ2=Ｔ0×95%，Ｔ3=Ｔ0－20℃，Ｔ4=Ｔ0＋20℃。(Ｔ0：设定温度)

3.2 系统可靠性设计

3.2.1 PLC输出端的可靠性措施
PLC输出模块内的小型继电器的触点很小，断弧能力很差，不能直接用于厂级AC220V～380V电路中，必须用PLC驱动外部继电器，用外部继电器的触点驱动DC220v的负载。同时较多的AC220V～380V电磁阀内部有与其线圈串联的限位开关常闭触点，电磁阀线圈通电，阀芯动作后，是用阀内部的触点来断开电路的。在这种情况下，要选用触点较小的小型继电器来转接PLC的输出信号。

3.2.2 安装与布线的注意事项
由于本系统PROFIBUS－DP要完成所有数据通信，因此对通信电缆要求可靠性高应选用SIEMENS推荐并提供的专用电缆。
由于本系统中用到了大功率可控硅装置，PLC应远离强干扰源。PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内，在柜内PLC应远离动力线(二者之间的距离应大于200mm)。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件，如继电器、接触器的线圈，应并联RC消弧电路。PLC的I/O线与大功率线应分开走线，如必须要在同一线槽中布线，信号线应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆，开关量、模拟量I/O线应分开敷设，后者应采用屏蔽线。不同类型的线应分别装入不同的电缆管或电缆槽中，并使其有尽可能大的空间距离。

4 系统软件设计
测控软件是本系统的关键核心所在，同时也是难点。包括上位机测量软件及PLC 控制软件2 大块，测量软件主要由人机界面程序模块、数字信号处理程序模块、数据库程序模块等组成，均采用Visual C＋＋编程，在控制过程中，主程序可随时通过DAO 利用SQL 查询语句读写数据库中的相关数据。在生产结束之后，可以进行工艺阐述数据统计操作，可以任意选择统计开始时间和结束时间，计算机自动对该时间段的所有测量数据进行分类统计。并可以用条状图或者饼状图的形式直观的显示出来，相关数据可以进行备份、删除、导出、打印报表等操作，以利于厂家了解产品质量状况并采取有效措施改进生产工艺。
在上位机上，以WinCC 为人机接口的WinAC 系统，通过WinCC将时间取样数据和事件记录在数据库,可通过趋势曲线的形式反映温度、压力的历史记录。它具备完善的监控功能。包括设备运行状态、检测与执行器件工作状态、网络工作状态、过程参数、故障诊断及定位、各类报警信息、设备/器件状态信息等等。同时配置SQL Server 2000 数据库服务系统，是系统数据存贮、处理、分析及服务中心。数据库服务器向上连接生产管理部门（如工艺部、生产部），向下连接各个WinAC 系统，实现了生产任务、工艺指标的下发调度及实际过程参数的采集、归档，并最终生产出生产报表和质量分析报表，为车间、生产管理部门及决策部门提供依据。