一、项目概述 1.项目实行地及行业背景 本项目的用于方为太原钢铁有限公司热连轧厂，太原钢铁有限公司坐落于山西省太原市尖草坪区，是我国仅次于的特种钢生产基地，其主营的不锈钢、硅钢等产品的市场占有率目前在国内居住于领先地位。 2.项目详细工艺 本项目应用于太钢热连轧步进式加热炉。
项目实行后，构建了传动掌控、自燃掌控的全自动化操作者。传动掌控的功能是：构建机械电气设备的自动化操作者、还包括装有出料辊道、装出钢设备、Q机械等。自燃掌控的功能是：构建温度的准确掌控、提高了炉膛气氛、温度场的产于。
超过了从温度、流量、压力掌控的整体系统的平稳，适应环境了太钢生产节奏快、钢种多、冷却制度简单的拒绝。 3.新旧系统的对比，及项目中用于的西门子自动化产品的型号、数量、类型、掌控对象。 原有项目用于西屋（WESTHOUSE）公司的WDPF控制系统，此系统分成DPU及MAC两部分，其中DPU用作加热炉的自燃掌控、MAC系统用作加热炉的机械电气设备的掌控。原有项目控制系统用于近十年之幸，由于硬件老化、软件升级艰难，使得故障率减少，影响了生产的长时间运营。
随着近几年冷却理论的大大发展、新的自燃技术早已大规模地应用于，生产全自动化操作者理念已日益深入人心。由于受到旧有系统在硬件、软件方面的容许，新的技术、理念无法实行。
本项目中，有三座加热炉科改建、一座新建。共计用于了共计9套S7-400型PLC。型号为：6ES7416-2XK02-0AB0。
每座加热炉用于两套PLC分别作为传动掌控、及自燃掌控，另有一套作为公用辅助设备的传动掌控，代替原先的DPU及MAC系统。 本项目实行前，原有系统共用20面控制柜。项目实行后，在没增加输入输出点的情况下，新的系统只用于8面控制柜。新的硬件的用于，使得掌控的精度、及处置的速度有了更进一步的提高。
西门子软件开发系统的反对，也使得一些新技术构建沦为现实。 二、控制系统包含 1.在本项目中每座加热炉由于掌控对象、构建功能的区分、各配备两套PLC分别用作传动掌控、自燃掌控。每套PLC皆由主机架部分与远程ET200分站构成。主机架皆配备以太网卡与二级计算机及HMI服务器进行通讯。
各传动PLC与公共PLC间有大量的信号展开互相交换，为了增加以太网的通讯开销，确保信号的实时性，所以各传动PLC与公共PLC使用MPI网络展开通讯。由于远程设备多、且有些远程设备在地理位置上较为集中于，使用CPU通过PROFIBUS与远程ET200通讯的结构既能确保了系统整体较慢号召，又能大大降低布线成本控制工程网版权所有，是一个性价比十分合理的解决方案。
2.以公共PLC的硬件配置图为事例，其它的硬件配备不出此赘述： 公共PLC硬件配置图如图1： 在本系统网络结构中，公共PLC及自燃PLC与二级服务器的通讯能通过以太网展开，使用的协议类型为TCP/IP。公共PLC根据从二级服务器接管到电文再行将其通过MPI网络分发给各传动PLC。
这样做到的目的是增加以太网的负荷，确保传动PLC与二级服务器通讯模块的统一性。自燃系统各PLC分开与二级服务器通讯，分开拒绝接受来自二级服务器的电文。HMI系统使用SERVER/CLIENT构架，传动及自燃PLC与HMI服务器分开通讯，各CLIENT再行与HMI服务器分开通讯。
这样做到的目的某种程度也是增加网络的负荷，更加能节省投资，增加在用于中的确保量。在实际生产中的监控画面如图2右图：3.以上的硬件配备、网络结构是与用于方历经辩论构成的。确保了系统整体的较慢号召、较较少的网络负荷、投资的经济性，这是一个较优的配备方案。
三、控制系统已完成的功能 1.对于步进式加热炉而言，Q机构的掌控是其中的一个难题。它拒绝控制系统需要稳定构建钢坯在炉内的运输，防止对机械机构导致冲击。
这就拒绝控制系统需要较慢号召来自传感器的信号。由于现代工厂现场掌控更加简单，这就使得PLC必需不具备强劲的逻辑及浮点计算能力、非常丰富的传输速率方式、原始的与上位机通讯的协议、完备的数学函数功能。
只有这样的PLC才需要已完成符合当前工厂掌控对象的拒绝。本项目用于的西门子S7-400的416型PLC符合了这样了拒绝，在传动掌控的用于中顺利构建了Q机构的稳定、精确掌控，坯料在辊道上的准确数据追踪。在自燃掌控的用于中利用其强劲的浮点计算能力及完备的数学函数功能顺利构建了全自动化自燃。
利用SIEMENS在STEP7中现有的通讯模块构建了与公共PLC及自燃PLC与二级计算机的TCP/IP通讯。 2.项目实行中的难题及解决方案： 在短时间内构建新旧系统的改版，是本项目实行中面对的仅次于难题。
在项目的打算前期，对新的硬件系统展开了尽量多的硬件测试、及软件仿真，对软件的在线调试不作了充份的打算。在原有系统停止使用后的短期内，构建了硬件系统的较慢替代部署。 在项目的实行中由于传动PLC之间使用MPI通讯，笔者在第一次项目实行中使用SIEMENSSTEP7的程序库自带的程序块展开通讯。但在用于中找到利用程序块的方式并不平稳，每次在硬件配备后都会经常出现未知原因的中断。
由于项目实行周期短，显然没时间展开原因的查询，故障诊断分析。由于西门子获取了全局变量的通讯方式，并且其硬件方式也是利用MPI网络。笔者舍弃第一种方案，最后使用全局变量展开传动PLC间的通讯。
事实证明这种方案简单易行且非常可信。全局变量的通讯方式更加多依赖硬件配备，不须要分开编程，对于通讯的变量可必要提到，并且全局变量的硬件配备的iTunes可以在线展开，PLC不须要重新启动。 全局变量的配备的部分界面如图3右图：在项目投入生产时由于通讯数据量的减少，渐渐曝露了一些在通讯测试、设备调试中并未经常出现的问题。
PLC与二级服务器的通讯不会常常再次发生PLC发送到报文遗失的现象。经仔细阅读通讯文档，找到发送到的通讯程序块并无法在一个CPU的扫瞄周期内已完成，笔者著手改动了程序，报文遗失的现象大大提高。
试运营一段时间后依然有报文遗失的现象再次发生，不过再次发生的频率早已非常较少。但由于生产拒绝通讯的意味著较好，笔者在细心排查生产中的人为因素、程序与通讯文档的非一致性的阻碍，最后确认其中的原因有可能还在通讯块的类似用于性上，其中的一些特性未在文档中反映出来。
笔者著手展开了通讯测试，找到发送到通讯程序块无法在同一扫瞄周期内向同一端口发送到两条以上电文，其中第一条后的电文都将遗失。笔者立刻改动了程序，将发送到的电文展开延时、排队处置，经改动后运营较好，彻底解决了与上位机的通讯问题。 3.其中图4右图：上部为工艺管道，下部为脉冲燃嘴，是典型的工艺设备。
图5为运送冷坯辊道两组，是工业炉的主要设备之一。四、项目运营 项目中的改建部分及新建部分从2005年10月份长时间投放以来运营平稳，构建了在传动掌控、自燃掌控的全自动化操作者，尽量减少了设备操作者对人的倚赖，减低了工人劳动强度。本项目大大降低了故障率，增加了解决问题故障的时间、确保了生产的倒数、长时间运营，早已获得较好的经济效益，受到了客户的赞誉。
五、应用于体会 本项目实行时间较短，用于方拒绝在十二天时间内构建炉区控制系统超过长时间生产状态，由于控制系统的带上设备调试必需等到设备本体完后才能展开，事实上的控制系统调试时间只有数天之幸。9套PLC系统调试完，在数天之内投入生产其可玩性可想而知。但由于西门子S7-400系列PLC强劲的功能，其与其编程系统STEP7的融合，为自动化掌控获取了极致的解决方案。
在程序设计的过程中，笔者一直秉承结构化编程的理念，执着程序控制流程的线性化，即程序的静态书写结构与动态继续执行顺序的一致性。由于程序量很大，这种作法减少了程序的可读性，便于解读、调试、测试和排错。
针对项目掌控对象自身的特点，由于有所不同加热炉虽然有各个有所不同的细节特点，但其中的大部分掌控对象掌控特点类似于。笔者对有共性的对象展开了抽象化，PCB。将对象在程序中制成分开的程序块，并在此程序块中用于只与其涉及的独立国家的数据块。做了在单一的CPU中，使其与外部的对象的通讯以模块的方式来展开。
从而在本CPU中构建程序块的对象化，在有所不同的CPU中构建了程序的跨控制器平台的重制。构建了程序在结构上的独立性，提升了程序的适配性。幸运地的是S7-400及其研发平台STEP7几乎反对以上的操作者。
这一作法大大减缓了软件开发的进程，减少了调试的可玩性。总之S7-400系列PLC及其软件开发环境向使用者获取了一个不具备一流的硬件基础、界面友好关系、操作者便利的自动化研发平台。用户不应尽量利用其强劲的功能，为项目的成功实行获取有力的确保。
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