PLC系統軟件開發在本棒材連軋控制系統中，輸入輸出點數眾多，控制結構與功能復雜，因此結構化的程序設計方法是本系統控制程序設計的首選方法。我們將PLC控制程序分為信號采集、程序處理、信號輸出等部分。此外把傳動控制系統的部分功能從PLC系統中分離出來，主要是為了提高傳動控制系統的可靠性和運行速度，從而提高整個PLC系統的資源利用率。這樣既保證了全系統的集中監控管理，又保證了各種控制、保護的實時性，真正做到分散控制，集中管理。

　　PLC控制系統從繁重的傳動控制任務中解脫出來，作為整個控制系統的中樞，主要的功能如下：（1）接收上位機的設定參數和控制命令并向上位機MMI人機接口傳送現場設備狀態。上位機控制系統根據工藝要求，例如，根據當前軋輥實際輥環直徑、工藝設計的軋輥孔型參數、輥縫值、精軋末架軋輥設定的線速度值、空過機架、成品規格尺寸等計算棒材料型的寬度、高度和面積、各非空過機架的級聯系數、延伸率的設定值，粗、中軋機架間張力的堆拉系數、軋輥線速度的設定值、電機轉速的設定值、精軋機組各機架間活套高度、活套補償及其延時的設定值等。PLC作為通信中樞將傳動和遠程I/O的數據與現場設備狀態通過Ethernet網向上位機MMI人機接口傳送。另外設備啟動時，PLC系統必須不斷向上位機傳送各設備保護開關狀態、傳感器狀態及設備運行狀態等信息，用于上位機MMI人機接口顯示。

　　（2）接收遠程I/O站點的操作命令并傳送PLC系統的狀態。操作臺及機旁箱（遠程I/O）的現場設備操作狀態及接近開關、液壓站、稀油站狀態信號以及就近檢測的軋件溫度值等通過該網傳送到PLC系統，并通過該網還要將PLC系統其它設備的操作狀態轉送到遠程I/O站點，用于信號燈的顯示及報警。

　　（3）向傳動控制系統傳送設定參數和命令并接收傳動系統的實測參數及狀態信息。PLC作為通信的中樞將上位機的設定值傳送到傳動控制器，例如，級聯系數初始值，張力修正系數等。同時將遠程I/O站的操作命令綜合后送到傳動控制器，如軋機運行命令、正反轉、聯動、升降速、級聯干預、自學習、熱金屬檢測器狀態等。反過來，PLC還將接收傳動系統的實測參數，例如，實際轉速、實際電流、微張力系統學習值及活套高度實測值等，以及傳動控制器的狀態信息，例如，準備好命令、故障命令、報警命令、負荷繼電器狀態及己合閘信號等。

　　（4）實現系統的自診斷。在編制控制軟件時，不僅要充分利用PLC各模塊的自診斷功能，還要根據工藝流程，在控制軟件中插入系統自診斷功能，實時判斷各傳感器的返回信號是否正確，并向上位機（MMI）、監控機及操作臺傳送報警信號，方便系統維護人員檢修及操作人員的分析。

　　（5）實時保護現場設備。PLC不斷掃描各個保護開關的狀態，以及電機電流、軋制速度等數值，實時監測設備運行是否正常，如高壓柜合閘是否正常、電機的風機或稀油的潤滑是否正常、液壓系統是否正常、電機軸承溫度是否過高、軋制速度是否過高或過低等。

　　應用軟件功能由于PLC中的速度級聯、微張力及活套高度的控制下放到傳動控制器中，主軋制線的PLC的控制功能得以簡化，其主要功能如下。數據交換及通信與現場控制器（VersaMax）構成的遠程I/O站（操作臺及操作箱）實現通信，該Genius網采用雙網冗余的配置，當A網出現故障時，系統自動切換到B網，PLC軟件可根據網絡的故障代碼，讀取當前正在運行的網絡數據。當PLC讀到網上數據時，要完成數據的格式轉換，并按照操作工藝規程及邏輯將操作命令傳到傳動控制器及MMI系取傳動控制器信號，并根據這些信號的類型轉換數據的格式，再通過Ethernet通信網傳送到412起落套控制由于微張力和活套高度控制已下放到傳動控制器中，對微張力控制部分PLC只負責采集粗、中軋機架間的熱金屬檢測器的信號、軋機的負荷繼電器信號、主操作臺的操作命令及服務器（上位機）微張力調節給定值，并送到各傳動控制器中。

　　對活套控制的重點是起落套控制。根據棒材連軋工藝的要求，軋制不同斷面尺寸的成品，所選用機分布式PLC控制系統在棒材連軋自動控制中的應用架數量是不同的，各機架的設定速度也是隨斷面規格的變化而不同，為此起落套時要采用相應的延時控制。起套過早會因軋件的頭部未被咬入而造成故障，起套過晚又會因軋件的頭部疊軋而產生堆鋼。理論上活套的形成是因咬鋼時存在的動態速降而產生，但實際上起落套的控制還要考慮起落套的命令到起套輥氣缸動作之間的時間延時。因此起套的控制要綜合考慮多種因素。同時也要考慮落套時避免尾部擺動而提前落套。

　　冷床上鋼控制冷床上鋼裝置（裙板）的作用是在適當時刻將倍尺飛剪切完的軋件送到冷床上，軋件在冷床上的運行受到幾個因素的影響：精軋機末架速度，水冷輥道的速度，倍尺剪剪切的長度，每組冷床輸入輥道的速度（共3組），上鋼裝置在上部、中部及下部的停留時間、上鋼裝置的使用組數（共3組）、液壓閥的動作時間及軋件的重量等。為了保證準確的上鋼，即軋件的頭不能撞到冷床的上鋼裝置上，軋件的尾部要送到冷床上，軋件的尾部要對齊便于上鋼移動。精軋機末架速度由軋制規程給定，剪切的長度是由3倍尺飛剪設定的，水冷輥道及3組冷床輸入輥道按一定的超前率跟隨終軋速度，該速度由設定程序給定，也允許操作員在MMI上修改。在主操作臺的MMI上，操作員根據操作規程選定使用上鋼裝置的組數、上鋼延時時間及中位停留時間。精軋后的棒材以316m/s的速度進入3倍尺飛剪，剪切后的棒材在3組不同速度的冷床輸入輥道上運行，由于速差的作用將切斷后的棒材前后兩根分離，上鋼裝置正是利用前后兩根軋件分離的時間和拉開的距離完成上鋼動作。PLC根據工藝設定值、精軋出口的熱金屬檢測器的ON/OFF信號、3倍尺飛剪的剪刃閉合信號、上鋼裝置的高、中及底位的接近開關的信號來控制上鋼裝置的液壓閥動作。由于上鋼的好壞不但受到上述電氣及機械設備的影響，還受某些工藝因素的影響，例如軋件溫度、表面氧化鐵皮及重量等，因此PLC程序設計時還留有人工干預修正的接口。

　　軋件跟蹤軋件跟蹤是棒材連軋計算機控制系統的主要功能之一。在軋制生產過程中，同一時刻往往有多根軋件在生產線上的不同工序中加工處理。為了對整個軋制生產過程進行自動控制，必須區分每根軋件所在的位置，針對它們在生產線上的不同位置，及時地進行相應的自動控制。PLC是根據生產線上各個區段的熱金屬檢測器和軋機的負荷繼電器的（ON/OFF）狀態變化來更新跟蹤指示字，根據跟蹤指示字的變化來判斷每根軋件的位置。為粗、中軋的微張力控制、精軋的活套高度控制、1與2飛剪的切頭/切尾控制、起落套的控制、上鋼裝置的控制及模擬軋鋼提供信號。

　　模擬軋鋼模擬軋鋼一般分為兩種類型：第1種是純軟件的模擬，這種模擬軋鋼通常在上位機中進行，主要用于數學模型的檢驗及工藝過程的離線分析。第2種是檢驗現場的電氣及機械設備的動作可靠性的現場模擬，為開始軋鋼生產做準備。本系統采用第2種模擬軋鋼，由主操作臺的操作員選擇是否投入該功能。模擬軋鋼系統可模擬生產線上有一塊鋼或同時有兩塊鋼在軋制，由操作員選擇。PLC根據軋件跟蹤的模擬信號，對1和2飛剪直流數字控制器進行控制，檢查切頭及切尾時剪機能否準確動作。精軋機活套器的起套輥氣缸也要通過模擬軋鋼來檢查，看是否能按時升降。還有上鋼裝置也需要在開軋前檢查動作是否正常。

　　結束語本控制系統充分利用了PLC，現場總線和計算機網絡通信等先進技術，吸收了其它同類型控制系統的優點，具有結構開放、組態靈活、控制功能完善、操作簡單規范等特點。本系統采用分布式結構，將速度級聯、微張力及活套高度的控制下放到傳動控制器上的T400中，減輕了PLC的負擔，提高控制速度，降低系統成本。該套軋機已經連續生產兩年多，實踐證明該系統穩定，運行可靠，滿足了工藝和生產要求。該系統的投入大大提高了生產和管理的自動化水平，減少了故障發生率，提高了勞動生產率，為柳鋼創造了較大的經濟效益。