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摘要: 随着科技的发展,一些先进的电子电气设备越来越普遍和流行，就目前来看，可编程序控制器是应用范围是最广的，而在这其中，德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛。本文主要探讨了西门子可编程序控制器在高压线缆生产设备中的应用。
关键词：西门子PLC ， 高压线缆 ， 生产 ， 应用
Abstract: with the development of science and technology, some advanced electronic electrical equipment is becoming more and more common and popular, at present, programmable controller is the most widely application scope is, and in this among them, the Germany SIEMENS (SIEMENS) company produces the PLC application in our country are very wide. This paper mainly discussed the Siemens PLC in high voltage cables production equipment of application.
Keywords: Siemens PLC, high voltage cables, production and application
中图分类号：G267文献标识码：A文章编号：
随着计算机的出现和流行，现代化的设备在世界范围内越来越凸显出它的价值，这些现代化的设备主要体现在其全新的自动化和高速的生产效率上。在这其中，可编程序控制器的使用绝对具有代表性，可编程序控制器也就是我们常说的PLC，PLC不仅仅使用在电缆行业，它几乎可以用在各个行业，诸如钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等等。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用.
而在所有的PLC可编程序控制器中，我认为西门子可编程序控制器是最具代表性的，它的应用范围和可操作性是最先进的。我门先来看下什么是PLC可编程序控制器。
1PLC--可编程序控制器
从上文中我们已经知道了PLC就是可编程序控制器，那么它的具体结构和他点有哪些呢，我們再来详细的了解下。PLC是Progrommable Logic Controller可编程逻辑控制器的缩写，它主要有西门子、三菱、台达、欧姆龙、通用、艾默生等品牌的PLC，从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
2PLC的主要特点
既然我们已经知道PLC可编程序控制器是目前最为先进的一门技术，那么他具体具有哪些特点使得人们很容易接受这一设备的使用呢？就目前在使用过程中来看，它主要具备四方面的特点。1.可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。 2.配套齐全，功能完善，适用性强，PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎，PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。
3西门子PLC在高压线缆生产设备中的应用
既然PLC可编程序控制器是目前为止比较先进的一种设备，那么在高压线缆生产设备中如何应用PLC可编程序控制器，使得这种生产效率得以提高呢，下面我们详细论述下。
西门子PLC在高压线缆生产设备中的应用主要有两种方式，串联生产线和交联生产线，下面我们来分别探讨下它的应用。第一种应用较为广泛的是串联生产线，它是通信电缆生产过程中最重要的生产设备之一，目前的串联线自动化程度都很高，当然必不可少的用到了PLC，在典型的串联生产线的组态形式中上位机通过PROFIBUS数据总线和主控PLC进行数据交换；主控PLC设为主站，其余的PLC、分布式I/O和驱动器都设为从站，它们之间都用PROFIBUS通信线进行数据交换，实现整条生产线正常同步运行；分布式I/O主要是进行挤出机温度压力等数据的采集。第二种较为常用的生产线就是交联生产线，交联生产线是电力电缆生产过程中最重要的设备之一，它主要生产10KV以上的电缆，交联生产线又分悬链生产线(CV)和立塔生产线(VCV)，悬链生产线主要生产10KV~35KV的交联电缆，而立塔生产线主要生产110KV以上的交联电缆。何谓交联呢？交联主要是至交联的绝缘材料聚乙烯（PE）在高温高压氮气中进行交联反应，由平行分子结构产生交叉网状结构的交联聚乙烯（XLPE），交联过程有的又叫做硫化过程。交联线生产流程：导体从放线架放出——储线器（储线器的作用是在正常生产时将导体储满，当中途放线换盘接线时，储线器吐线，实现不间断生产，为可选设备）——上牵引——机头（内屏挤出机+绝缘挤出机+外屏挤出机，一般三层共挤）——硫化管（正常生产时内部充1MP左右氮气，温度300~450℃左右（由工艺来定），绝缘线芯在此进行硫化反应，实现交联过程）——冷却管（将交联电缆冷却，分为水冷和氮气冷却）——下牵引（上下牵引的同步运行，实现将整条线芯悬链（立塔是拉直）在硫化管中央）——辅助牵引——收线。交联生产线涉及的东西较多，每一部分都会影响到设备的运行及产品的质量。
下面就以世界领先交联电缆设备制造商的VCV生产线为例，介绍一下S7-300系统在交联设备的应用。整个系统可以分4个部分，基于windows 2000的上位机监控与工艺控制系统、挤出及线速控制单元、挤出机温度控制单元，硫化管温度控制单元，机头温度则有单独模温机进行控制，还包括导体预热器等附属设备。挤出及线速控制单元、挤出机温度控制单元，硫化管温度控制单元通过MPI 网络与上位机相连，其中挤出及线速控制单元是采用PROFIBUS DP 总线，以PLC作为主站驱动器和远程I/O ET200S 作为从站，以实现上下牵引，收放线系统的与线速度的同步运行，内屏蔽、绝缘、外屏蔽挤出机的螺杆转速控制。挤出机温度控制单元采用PROFIBUS DP 总线，PLC-315 做为主站，ET200S作为从站，每个ET200S从站负责一个挤出机，每个挤出机有不同的加热段，每个加热段配有相应的电偶模块数字及模拟量输出模块，通过电偶模块采集加热段温度，数字输出用来控制固态继电器加热，模拟输出控制比例阀来控制冷却水流量，在程序中用S7标准PID控制器及特殊的补偿算法，可以将挤出机的温度稳定控制在1℃之内，降低材料在挤出机内的交联反应。硫化管温度控制单元，硬件组态与挤出机温度控制单元相似，只是没有比例阀，冷却是通过控制不同的管道与风机来控制硫化管中的氮气流向，从而保证管道准确的温度，使交联反应充分进行，又可以节约能源。
整个系统采用PROFIBUS DP 总线，使故障易于诊断，模块化设计，和各种总线仪表，执行机构的应用使得原件更换和替代更加简单。
结语：
综上所述，西门子PLC可编程序控制器的优势有很多，在生產设备中的应用极为广泛，当然，在高压线缆生产设备中的应用也不例外，具体来说，西门子PLC 系统的应用, 大大减少了事故隐患率和日常维护量, 极大地提高了经济效益, 为装置安、稳、长、满、优运行奠定了牢固的基础。因此，我们可以说，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
CV = Continuous Vulcanizing
VCV=Vertical Continuous Vulcanizing
参考文献
[1]《PLC在工业控制中的应用》 网络提供
[2]《S7-300可编程控制器系统手册》SIMATIC西门子公司提供
[3]《西门子工业网络通讯指南 》 崔坚 李佳，2004.9
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：西门子PLC ， 高压线缆 ， 生产 ， 应用
Abstract: with the development of science and technology, some advanced electronic electrical equipment is becoming more and more common and popular, at present, programmable controller is the most widely application scope is, and in this among them, the Germany SIEMENS (SIEMENS) company produces the PLC application in our country are very wide. This paper mainly discussed the Siemens PLC in high voltage cables production equipment of application.
Keywords: Siemens PLC, high voltage cables, production and application
中图分类号：G267文献标识码：A文章编号：
随着计算机的出现和流行，现代化的设备在世界范围内越来越凸显出它的价值，这些现代化的设备主要体现在其全新的自动化和高速的生产效率上。在这其中，可编程序控制器的使用绝对具有代表性，可编程序控制器也就是我们常说的PLC，PLC不仅仅使用在电缆行业，它几乎可以用在各个行业，诸如钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等等。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用.
而在所有的PLC可编程序控制器中，我认为西门子可编程序控制器是最具代表性的，它的应用范围和可操作性是最先进的。我门先来看下什么是PLC可编程序控制器。
1PLC--可编程序控制器
从上文中我们已经知道了PLC就是可编程序控制器，那么它的具体结构和他点有哪些呢，我們再来详细的了解下。PLC是Progrommable Logic Controller可编程逻辑控制器的缩写，它主要有西门子、三菱、台达、欧姆龙、通用、艾默生等品牌的PLC，从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。
2PLC的主要特点
既然我们已经知道PLC可编程序控制器是目前最为先进的一门技术，那么他具体具有哪些特点使得人们很容易接受这一设备的使用呢？就目前在使用过程中来看，它主要具备四方面的特点。1.可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。 2.配套齐全，功能完善，适用性强，PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎，PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。4.系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。
3西门子PLC在高压线缆生产设备中的应用
既然PLC可编程序控制器是目前为止比较先进的一种设备，那么在高压线缆生产设备中如何应用PLC可编程序控制器，使得这种生产效率得以提高呢，下面我们详细论述下。
西门子PLC在高压线缆生产设备中的应用主要有两种方式，串联生产线和交联生产线，下面我们来分别探讨下它的应用。第一种应用较为广泛的是串联生产线，它是通信电缆生产过程中最重要的生产设备之一，目前的串联线自动化程度都很高，当然必不可少的用到了PLC，在典型的串联生产线的组态形式中上位机通过PROFIBUS数据总线和主控PLC进行数据交换；主控PLC设为主站，其余的PLC、分布式I/O和驱动器都设为从站，它们之间都用PROFIBUS通信线进行数据交换，实现整条生产线正常同步运行；分布式I/O主要是进行挤出机温度压力等数据的采集。第二种较为常用的生产线就是交联生产线，交联生产线是电力电缆生产过程中最重要的设备之一，它主要生产10KV以上的电缆，交联生产线又分悬链生产线(CV)和立塔生产线(VCV)，悬链生产线主要生产10KV~35KV的交联电缆，而立塔生产线主要生产110KV以上的交联电缆。何谓交联呢？交联主要是至交联的绝缘材料聚乙烯（PE）在高温高压氮气中进行交联反应，由平行分子结构产生交叉网状结构的交联聚乙烯（XLPE），交联过程有的又叫做硫化过程。交联线生产流程：导体从放线架放出——储线器（储线器的作用是在正常生产时将导体储满，当中途放线换盘接线时，储线器吐线，实现不间断生产，为可选设备）——上牵引——机头（内屏挤出机+绝缘挤出机+外屏挤出机，一般三层共挤）——硫化管（正常生产时内部充1MP左右氮气，温度300~450℃左右（由工艺来定），绝缘线芯在此进行硫化反应，实现交联过程）——冷却管（将交联电缆冷却，分为水冷和氮气冷却）——下牵引（上下牵引的同步运行，实现将整条线芯悬链（立塔是拉直）在硫化管中央）——辅助牵引——收线。交联生产线涉及的东西较多，每一部分都会影响到设备的运行及产品的质量。
下面就以世界领先交联电缆设备制造商的VCV生产线为例，介绍一下S7-300系统在交联设备的应用。整个系统可以分4个部分，基于windows 2000的上位机监控与工艺控制系统、挤出及线速控制单元、挤出机温度控制单元，硫化管温度控制单元，机头温度则有单独模温机进行控制，还包括导体预热器等附属设备。挤出及线速控制单元、挤出机温度控制单元，硫化管温度控制单元通过MPI 网络与上位机相连，其中挤出及线速控制单元是采用PROFIBUS DP 总线，以PLC作为主站驱动器和远程I/O ET200S 作为从站，以实现上下牵引，收放线系统的与线速度的同步运行，内屏蔽、绝缘、外屏蔽挤出机的螺杆转速控制。挤出机温度控制单元采用PROFIBUS DP 总线，PLC-315 做为主站，ET200S作为从站，每个ET200S从站负责一个挤出机，每个挤出机有不同的加热段，每个加热段配有相应的电偶模块数字及模拟量输出模块，通过电偶模块采集加热段温度，数字输出用来控制固态继电器加热，模拟输出控制比例阀来控制冷却水流量，在程序中用S7标准PID控制器及特殊的补偿算法，可以将挤出机的温度稳定控制在1℃之内，降低材料在挤出机内的交联反应。硫化管温度控制单元，硬件组态与挤出机温度控制单元相似，只是没有比例阀，冷却是通过控制不同的管道与风机来控制硫化管中的氮气流向，从而保证管道准确的温度，使交联反应充分进行，又可以节约能源。
整个系统采用PROFIBUS DP 总线，使故障易于诊断，模块化设计，和各种总线仪表，执行机构的应用使得原件更换和替代更加简单。
结语：
综上所述，西门子PLC可编程序控制器的优势有很多，在生產设备中的应用极为广泛，当然，在高压线缆生产设备中的应用也不例外，具体来说，西门子PLC 系统的应用, 大大减少了事故隐患率和日常维护量, 极大地提高了经济效益, 为装置安、稳、长、满、优运行奠定了牢固的基础。因此，我们可以说，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业控制领域发挥越来越大的作用。
CV = Continuous Vulcanizing
VCV=Vertical Continuous Vulcanizing
参考文献
[1]《PLC在工业控制中的应用》 网络提供
[2]《S7-300可编程控制器系统手册》SIMATIC西门子公司提供
[3]《西门子工业网络通讯指南 》 崔坚 李佳，2004.9
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。