SCALANCE X005是非网络管理型交换机，有5个RJ - 45接口，价格低廉。
    2)  SCALANCE X-100系列是非网络管理型交换机，带有冗余电源和信号触点。
    3)  SCALANCE X-200系列是网络管理型交换机，可以用于环形冗余网。
    4)  SCALANCE X- 2001RT是网络管理型交换机，可以用于具有严格的实时要求的网络。
    5)  SCALANCE X-300是网络管理增强型千兆交换机。
    6)  SCALANCE X-400是高性能模块化的千兆交换机，可扩展。
    如果在系统的快速性和冗余控制方面没有什么要求，现场环境较好，工业以太网可以使用普通的交换机和普通的网卡，反之则应选用西门子公司的交换机和网卡。
程序采用模块化设计，分为主程序、子程序和中断程序3大部分。主程序根据不同的条件随时调用不同的子程序，例如采样子程序、温度控制子程序、PID调用子程序等。在具体调用这些子程序时，只需赋予子程序接口的具体参数和存储地址，这样可大大提高代码的使用效率，并减少代码的编写量，提高程序的可移值性。由于本生产线对实时性要求较强，所以中断采用了优先级较高的硬件中断( OB40)，即当印刷信号、糊口信号、色标信号、定位信号中任何一个到来时，立即产生硬件中断并调用高速定时器定时，以计算2个信号之间的时间差，调用同步调速控制算法，实现印刷与糊口部、底贴色标与糊口部传动电动机的同步。其算法如图7-22所示。
由于该包装机生产线比较复杂，切刀、凸轮等不规则器件比较多。所以每次停车这些器件所处的位置都不一样。从而导致再次开车时的负载不尽相同。例如停机停在切刀的刀口处时，开机时的负载就比平时大，反之则小。而通常的PID控制算法针对恒负载对象，其参数一旦整定好就固定不变。对于这条生产线，若采用传统PID控制器就难以满足工艺要求，而且整定出的参数只能是针对包装机某次停车时的负载较优，并不能使得全局较优。为此，通过反复摸索和试验，采用模糊控制技术与PID控制相结合的控制思想（即所谓的模糊PID控制算法），用于对电动机转速的准确控制，收到比较满意的控制效果。
模糊PID控制器是一种在常规PID控制器的基础上，应用模糊集合理论建立参数并通过查表的方法，以实现对于不同的误差和误差变化率在线调整比例、积分和微分系数，使其根据对象的变化而变化以满足工业控制的要求。由于模糊PID可以根据实际被控对象的变化，通过其规则库不断地自动整定PID参数，因此可以解决本套设备负载变化较大的问题。为此选用增量式旋转编码器与变频器形成闭环控制，PLC通过PROFIBUS-DP总线从变频器速度通信口上读取实际转速，并与给定转速比较产生误差|e|，误差变化率|ec|，模糊推理机通过误差和误差变化率得出新的比例、积分和微分系数，再经过PROFIBUS-DP修改变频器的PID参数以实现模糊PID控制。
    对于模糊控制规则的制定，需要以实际的工程经验为依据，对于不同的|e|和|ec|，被控对象对参数Kp、Ki和Kd有不同的要求。
根据实际的工程经验得出的、不同负载下较优的PID参数为依据，建立数据块(DBl)，PLC通过查表的方式，根据模糊化后的不同的误差和误差变化率：按照规则If |e| is A and|ec| is B，then Kpis c，Kiis D，Kd isE（其中A和B为实际转速与给定转速的比较值，C、D、E为新的PID参数）。从DB1中找出新负载下的PID参数。通过西门子专用功能块SFC 15 DPWR-DAT（写参数功能块），将整定后的PID参数写入到变频器中，达到优化控制，满足工业要求。其流程如图7-21所示。
在该系统中，由于控制精度要求较高。因此电动机速度必须从通信口给定，这样控制精度可以达到两万分之一，选用PROFIBUS-DP作为通信媒介。
    以糊口操作台为主站，印刷操作台、5台变频器为从站，分别设置不同的站地址，使得PLC和变频器、操作台之间建立主、从关系。由于CPU313C-2DP有自带的DP通信口，因此触摸面板可以通过PROFIBUS-DP与PLC进行通信，即从触摸面板输入工艺参数，由TP270B经过MPI口传递给PLC，PLC经过数据运算处理，通过PROFIBUS-DP将数据发送给各个变频器来控制各电动机转速。PLC再从变频器、温度变送器等采集有关数据，通过计算传给TP270B进行显示。
安装PROFIBUS-DP的标准方法是：有接地基准电位，即必须把所有模块机架和负载电流回路与公共的基准电位（地）相连接，从而确保由于不合理的PROFIBUS-DP电缆铺设或设备安装不当而产生的干扰电流能被尽快分流掉。采用这种安装方法时，将各个部件的接地（S7-300 PLC、ET200、SIMOVERT MASTERDRIVERS变频器）连接到控制柜的公共接地点。在这种方式下，总线插头连接器将PROFIBUS-DP电缆的屏蔽与网络中所有的总线站相连接干扰电流通过连接的地线分流掉，从而防止了由干扰引起的故障。由于传动系统需要较大的
电功率，因此动力电缆常常输送高电压和电流。如果这种电缆长距离与PROFIBUS-DP电缆并行铺设，则会在PROFIBUS-DP电缆上产生电容性和电感性干扰，从而扰动网络中的数据通信。为避免这种干扰，在铺设PROFIBUS-DP电缆时，要确保PROFIBUS-DP电缆与其他电线电缆之间的距离。在施工中，尽可能地把电力电缆和PROFIBUS电缆分别铺设在相互隔离的电缆桥架上。
    该系统投入使用后，系统运行稳定可靠，维护检修工作量较少；变频传动系统响应速度快，定位准确可靠；可方便地与二级系统联网，为全线自动化奠定基础；**了产品质量，取得了较好的经济效益。

①变频器与主站S7-300的通信是通过在SIMOVERT MASTERDRIVERS上安装CBP通信板来实现的。机柜型变频器有6个槽可用来安装可选板，CBP通信板可以安装在任何一个槽位。通信板安装完毕后就可以启动进行配置，首先要确定站地址，这是通过变频器参数设置完成的，其过程如图7-8所示。CBP通信板有3个指示灯显示通信状态，分别是：红色为运行灯；黄色为与变频器进行数据交换灯；绿色为PROFIBUS-DP进行数据传输灯。只有当这3个指示灯同时闪烁时，系统通信才正常。
图7-8 CBP板的基本配置流程
图7-8  CBP板的基本配置流程
    ②PROFIBUS-DP的数据通过报文的形式交换，每个报文传输的数据可分为两组，需要用STEP 7进行硬件配置时设定。这两组数据分别是参数PKW和过程数据PZD。PKW数据段是读写变频器参数值及读参数的全部特性；PZD数据段传输的是变频器的控制信息，也就是变频器的控制参数，由主站的S7-300 PLC向变频器发出控制字和设**，变频器则返回状态字和实际值。PKW和PZD的数据长度可根据需要设定，同时可设定数据传输的速率。本系统中，PKW和PZD分别设定为4个字和2个字，通信数据传输速率为1.5Mb/s。
    ③变频器通信控制参数的设置。变频器参数设置的基本过程如下：变频器送电后，首先将参数恢复为工厂设置，然后进行CBP板的配置，选择P060-5进行系统设置，最后进行控制字和状态字的连接设置，将矢量控制开关量和矢量控制连接量与PLC中定义的参数值和控制字连接。本系统的主要连接参数如表7-4所示。
④由于翻板机、辊道等设备需要比较准确的定位，并且生产节奏较快，因此每台传动变频器都有外置的制动单元和制动电阻制动单元通过中间回路连接到变频器上，当中间回路电压达到预定值时，制动单元自动接通，阻止中间电压继续升高。与制动有关的参数中，P462为从静止加速到参考频率的时间，P463为加速时间的单位，P464为从参考频率减速到静止的时间，P465为减速时间的单位。根据工艺要求的不同，每台变频器设置不同的加减速时间。
现场总线网络系统是近年来应用较为广泛的**控制技术，其主要原因之一是现场总线系统实现了数字和模拟I/O模块、智能信号装置、过程调节装置、可编程序控制器(PLC)和PC之间的数据传输，把I/O通道分散到实际需要的现场设备附近，使安装和布线的费用开销减少到较小，从而使成本费用大大降低。另外，标准化的现场总线具有“开放”的通信接口，允许用户选用不同制造商生产的分散I/O装置和现场设备，同时也可以方便地实现二级及三级网络的连接。某钢铁厂中厚板三期工程精整区域由于设备数量较多，同时又分散在较大的范围内，因此特别适合采用现场总线方式实现生产过程的自动化控制。
    中厚板精整区域的主要设备有冷床输入辊道、输入提升链、滚盘、输出提升链及输出辊道、润滑站及冷床冷却风机，另外还有火焰切割系统、运输辊道、翻板机、电磁起重机等。中厚板厂的原有自动化设备绝大多数采用SIEMENS公司的产品，为了便于维护和网络连接，精整区域的自动化控制设备也以SIEMENS的产品为主，PLC选用S7-300，型号为CPU315-2DP。传动系统全部为SIMOVERT MASTERDRIVERS矢量控制型变频器。其中，1#冷床及精整区域PROFIBUS-DP系统中，2#站S7-300为主站，本站的模块均为冷床系统I/O点。3#站、17#站为远程ET-200，其中3#站ET-200是精整系统的远程I/O，17#站ET-200则作为冷床操作台远程I/O，4～8#站是I/O系统传动变频器，9～16#站是1#冷床系统传动变频器，18～21#站则是2#冷床系统传动变频器。
    S7-300 PLC的I/O地址分配表如表7-2所示，数字输出对应MM440变频器的高、中、低三种运行频率，如表7-3所示。
    利用西门子STEP 7软件编写PLC梯形图程序进行速度控制，梯形图如图7-6所示。
采用PLC变频调速系统提高了系统运行的平稳性、工作的可靠性，操作与维护也很方便，同时节约了大量电能。由于系统在设置参数P1300时采用的是无速度反馈的矢量控制方式对电动机的速度进行控制，可以得到大的转矩，改善瞬态响应特性，具有良好的速度稳定性，而且在低频时可以提高电动机的转矩。这种高炉主卷扬调速系统将会给企业带来更大的效益。