一．概述 石膏板是一种得到广泛应用的新型建材，其生产工艺流程为：1.石膏石的破碎、均化；2. 石膏石的粉磨、煅烧；3. 石膏板原料的混合制浆和石膏板的成型、凝固；4.湿石膏板的切割和输送；5. 湿石膏板的干燥 ；6.成品的筛选、锯边和堆垛。 近年来，我院相继开发了年产400万、600万、2000万平方米石膏板机组及相应的电控装置。泰安、邳州、徐州、北京等全国十几条石膏板生产线相继投产，并有一条石膏板机组生产线出口到印尼。 年产400万、600万平方米石膏板机组电控装置由配料与成型、传动、切刀与1#横向、入窑机组、出窑机组、2#横向与堆垛六个小PLC独立控制分站组成，PLC相互之间没有通讯。每个PLC控制分站的功能相对独立，各PLC的输入输出模块直接与传感器（如光电开关、接近开关、编码器、流量计等）、变频器、电动阀、继电器等连接。PLC选用MODICON、AB或光洋中的一种。 年产2000万平方米石膏板生产线（如北新建材集团有限公司石膏板二线）设置了PLC通讯网络（DH+、远程I/O网）及计算机中央监控系统，大大提高了石膏板生产线自动控制水平。生产线采用的PLC、变频器、人机界面和上位机系统等均为美国AB公司系列产品。该生产线自动化控制系统由一个中央管理站和六个PLC分站组成。六个PLC分站分别是：（1）配料与成型控制站；（2）切刀与湿板输送控制站；（3）干燥机控制站；（4）成品输送控制站；（5）热风炉控制站；（6）Peter磨控制站。 中央管理站与PLC分站之间、各PLC分站之间通过DH+网进行通讯；每个PLC分站下级均设置Remote I/O网连接现场传感器、变频器、操作界面终端等监测控制设备。该生产线自动化控制系统设计、设备成套与调试均由我院完成。 二．中央监控系统计算机的配置及功能 中央监控计算机设在中央控制室内，采用AB工业计算机，配置1784-KT专用通讯卡。采用屏蔽双绞线1770-CD连接中央监控计算机和各PLC分站，组成DH+通讯网络。 配备的专用软件有：（1）组态开发软件Wintelligent View; （2）通讯软件Wintelligent Link; （3）运行软件Wintelligent Run。 Wintelligent Link通过DDE与Windows平台上支持DDE的应用软件如Microsoft Excel、Word等进行数据交换，同时通过1784-KT卡与网上的PLC交换数据。 中央监控计算机实现的主要功能是： （1）采集各控制站的各种数据，加以整理和统计并采取多种方法显示。 （2）直观显示整个生产线的动态工艺流程和各控制站的动态工艺画面。 （3）根据生产线不同的生产要求能定以一相应的条件，如定以报警条件等。 （4）数据异常时有报警功能，提醒值班人员。 （5）有数据统计的功能，并直观地显示常用统计数据及重要参数的运行曲线。 （6）有数据储存和打印的功能。 三．PLC与PLC之间的通讯 DH+网上各PLC分站的数据文件可以共享，源PLC的处理器可以向目标PLC的处理器转写当前的全部数据，通过在目标处理器数据文件中相应的存储器位，间接地激发启动跳转、子程序或任何其他的逻辑操作。 数据文件传送是靠信息指令MSG来启动的。MSG指令被编写在启动传送操作的PLC处理器的梯形图中。当处理器扫描含MSG指令的梯形的输入条件为逻辑真时，则启动MSG指令，按MSG的控制块中所输入的指令参数、状态和控制位等来传送数据文件。 四．各PLC分站的Remote I/O网 Remote I/O即远程I/O网，是在扫描器方式下的PLC处理器通道和远程I/O适配器之间的串行通讯链。该通讯的接口SCANport是一种现场总线的设备接口，为Remote I/O网中的网络设备提供直接、数字的通讯链路。 本工程中挂在各PLC分站的Remote I/O网络上的设备按功能用途分为三种： （1）远程I/O 块：Block I/O或Flex I/O； （2）人机界面PenelView； （3）变频器1336PLUS和智能电机控制器SMC。 远程I/O 块设置在检测元器件较集中的现场，采集光电开关、接近开关、行程开关等开关量信号和温度、压力、流量等模拟量信号。因为石膏板生产线的各控制分站中均有大量的现场检测元器件，采用挂在现场总线的远程I/O 块后可大大节省工程布线，以节省投资。 各控制分站均设置了人机界面PenelView，根据不同的使用需要选用了两种尺寸的人机界面：PenelView 1400e（彩色）和PenelView 550（单色）。它们是带有按钮、固态储存器处理器的工业现场加固型CRT，是可编程、多任务的操作终端，并具有良好的图形界面和稳定可靠的运行环境。人机界面和PLC之间的数据传送主要是通过块传送的操作（BTR与BTW）来实现。 变频器1336PLUS和智能电机控制器SMC带Remote I/O通讯接口，直接挂在Remote I/O网络上，称之为基于Remote I/O网络的拖动系统。系统通过定义PLC的I/O映象表，利用SCANport接口，既可向与其相连的拖动设备驱动器发送命令，控制设备的运行；又可从驱动器读取数据，监视设备的运行状态，实现了拖动设备的远程网络实时控制。该系统使PLC对变频器等多台驱动控制器实现了数字式控制，而取代传统的模拟量控制的方法，因而大大提高了实时性和精确性；系统可靠性高，安装成本低。因为石膏板生产线中配料与成型、切断机的控制、干燥机传动速度的控制、成品输送及堆垛的控制均须与主线的速度保持同步与协调，而且实时性和精确性要求很高。 五、控制系统的实时性、通用性、开放性 由于本工程生产线自动化控制系统采用了美国AB公司产品的工业专用通讯网络：DH+网和Remote I/O网，拖动系统采用数字式控制，实现了真正的实时控制。 中央管理站+各控制分站+现场分布总线的系统模式适用于工业领域较大工程生产线的控制系统，用户如要增设PLC控制站或现场I/O设备较为方便。但是由于各厂家工控产品通讯协议各不相同，在设计阶段须分析比较各厂家产品及其网络的特点，经过对系统性能、价格的全面分析才能决定选用哪家厂品。这对系统设计和调试来说，通用性不强，可以说是"个性"过强。事实上，我们在系统调试过程中发现：即使选用了同一品牌，各不同规格的同类产品二次开发的软件及编程电缆均各不相同。例如，PLC有PLC5/40和SLC5/04，人机界面有PenelView 1400e和PenelView 550，不同的编程电缆至少需自制四根。这给系统的调试和维护带来不便。因此，我认为系统设计应统一类型并尽量统一规格。因为这样既可以减少备品备件，又可以方便调试和检修维护。 DH+网和Remote I/O网的应用使系统的开放性有所提高。但工业通讯网络的通讯协议未做到统一，备品备件还得选用同一品牌产品。要真正形成一种遵循统一标准的开放互联系统尚需时日。 国内石膏板生产线采用工业通讯网络尚处于发展和完善阶段。我院电气组针对该工程工艺庞大，各工段的设备复杂多样、技术专业性强等特点，精心设计、科学组织、克服困难不断创新，最终圆满完成了该工程自动化控制系统的实施。该系统整体设计完善，受到建设单位的一致好评。