本课题研宄的打包钢带生产线电气控制系统采用三级控制方式，现场级为西门子 公司的S120驱动器和ABB的变频器，负责驱动纵剪机、牵引机、张紧机、收卷机及 往复机等电机的协调同步运行；控制级为西门子公司的S7系列PLC，为整条生产线 的大脑，负责具体的运动控制和逻辑控制；监控级有西门子公司MP277人机界面， 用于显示和操作，另有一台工控机，用于在电控室监控整条生产线的运行状况。而网 络拓扑是由两层不同形式的网络混合构成，上层网络是S7 PLC通过PROFINET与 MP277通讯进行现场操作；下层现场总线网络由现场驱动器通讯接口通过 PROFIBUS-DP总线连接器挂入S7 PLC系统构成。
2.1      生产线工艺流程概述
生产线的工艺流程包括：钢带的开卷、修剪与焊接、活套存储、宽板牵引与分条 剪、修边、预热、回火、涂漆或凃蜡、钢带存储、张紧和收卷、剪带和卸卷等。生产 线总装图见附录一。打包钢带生产的具体工艺流程如下：
开卷：将成卷的冷轧钢板通过液压开卷小车放卷，在牵引机的牵引下，钢板前进; 修剪与焊接：前一卷钢板尾部和后一卷钢板头部经修剪机修剪平整，再经自动焊 接机自动焊接，将后卷钢板的头部和前卷钢板的尾部焊接成一体，钢板继续前进； 螺旋活套存储：为了保证钢带连续生产，开卷的钢板送至螺旋活套机及时存储， 以保证料槽中有足够的钢板供给后面对钢板的分条，热处理和收卷，防止供料不及时 降低生产效率。螺旋活套起着钢板缓冲，使生产线连续生产的作用；
宽板牵引与分条切割_：螺旋活套中存储的钢板经宽板牵引机牵引传送至圆盘纵剪 机中，通过纵剪机10把刀片的切割，将钢板分割成10条宽度为31.75mm的钢带， 钢板两边的废边丝由力矩电机带动摇杆收卷装置缠绕成卷，以回收再利用；
修边：由于经纵剪机分条后的十条钢带两侧存在毛刺，因此经纵剪机分条后的十 条钢带通过修剪机组分成3层传输，上下两层各3条钢带，中间一层为4条钢带，每 条钢带通过修边机对钢带两侧边部进行修剪，去除毛刺等，使得其边部平滑；
十条带牵引和热处理：经修边的10条钢带通过十条带牵引机送至热处理塔架处 理，先后经过预热炉、回火炉、烤漆炉或烤蜡炉对打包钢带进行淬火回火处理，以提 高钢带的强度和延伸率，控制加热炉的温度可以让钢带的性能达到要求；
后活套存储：经处理的钢带传送至由10个滑轮组组成的后活套分别存储，目的 是当收卷机在一卷钢带收卷完后人工剪带和卸卷时不影响钢带的热处理。当钢带收卷 速度大于其传送速度时，后活套存储架上相应滑轮组上升，存储架中的钢带减少；反 之，滑轮组下降，存储架中的钢带增加；
张紧和收卷：将加工好的钢带传至张紧机，由张紧机和收卷机的速度差提供收卷 所需的恒定张力，配合收卷算法，得到合格的成卷打包钢带，供给自动打捆机用； 剪带和卸卷：钢带收卷完毕后，由工人完成剪带和操作卸卷小车完成成卷钢带的 卸卷，并重新拉带进行下一轮的收卷。
2.2      生产线工艺要求
打包钢带生产线的具体工艺要求如表2-1，原材料为0.61.2mm厚、330mm宽 的冷轧钢板，生产线上使用的钢板一般为0.9mm厚；生产线总车速为1035 m/min， 正常运行速度为30 m/min，这也是这条生产线各台设备驱动电机的基本给定速度，使 整条生产线形成速度链，生产线上各台电机协调同步运行，但是部分设备的驱动电机 给定速度需要在基本速度基础上做叠加，以满足技术要求；本生产线的电气控制系统 由客户指定，采用西门子的控制器和驱动器；原材料经纵剪机剪切成十条宽度均为 31.75mm的钢带；钢带经过修边机后，进入调质塔架，进行淬火、回火处理，这里我 们淬火的温度为300°C-350°C，淬火后的钢带进入水槽进行迅速水冷，接着让钢带进 入回火炉，加热到600°C-650°C，主要是为了稳定组织消除内应力，并获得所要求的 强度、硬度、塑性和韧性，以满足使用要求；最终本条生产线生产的打包钢带需要收 卷打捆成一定宽度和直径的钢带卷，以供给进口全自动钢带打包机使用^[6]。2.1    生产线对电气控制系统的基本要求