PLC在轧钢生产成组区的应用
王艳斌
唐山钢铁股份有限公司冷轧薄板厂，河北 唐山 063009
摘　要: 在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30-40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，而且在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。现今，PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。在可预见的将来，PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位，是其他控制技术无法取代的。 本文介绍了ABB MasterPiece200/1 PLC控制系统在轧钢生产中棒材成组系统中的应用,着重描述了系统配置及控制功能。 PLC控制系统 拆叠缓冷系统1、 前言?　　中小型轧钢生产线主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。水冷系统用于棒材温度控制。轧制过程中必须通过成组区主要接收来自冷床的棒材，并通过磁性手将棒材摆放紧凑，成组并输送到剪切辊道（CCL）。?　　该生产线PLC控制系统由ABB公司提供其成组系统采用ABB?MasterPiece?200/1?PLC控制系统，实现了轧制过程中棒材的摆放整齐、定支、运送控制。??2系统组成?　　基础自动化系统采用ABB公司的RMC200轧钢控制系统，它是一个开放型集散控制系统，由一套MP200／1过程站和一套AS520操作员站组成。过程站由一个CPU机架带一个I／O机架组成，CPU机架上安装了CPU模板DSPC172、内存模板DSMB176、16通道的DSAI130、8通道的DSAO120以及32通道的DI／DO模板，通过通讯模板DSCS140连接到MasterBus300总线上，与其它过程站进行通讯，I／O机架由总线扩展模块DSBC172实现总线扩展。?????操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场水冷设备进行监控，主要功能有：（1）成组系统的自动/手动的启停（2）棒材支数设定和实时监控（3）事件与报警清单的显示与打印等。成组系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。??3、 软件实现?包括系统软件和应用软件。?????（1） 系统软件：???? ABB?Master?Piece200中央单元是一高性能32位微处理器。系统软件存储在EPROM模块中，系统软件包括一个实时操作系统和一个ABB?Master?Piece语言（AMPL）执行器。?????（2） 应用软件???? 应用软件存储在带后备电池的RWM（读/写存储器）中，用ABB?MasterPiece语言（AMPL）编制，实现了结构化程序设计。工业控制程序往往功能繁多该语言根据工业控制要求，将编程元素设计成一个个图形功能块，称为PC元素。PC元素内有三种结构类元素PCPGM、CONTRM和FUNCM，PCPGM是程序结构的最高层，旨在完成一个完整的控制功能，一个PCPGM下允许一个或几个CONTRM，而一个CONTRM下又可包含一个或几个FUNCM，从而使整个程序结构呈阶梯状，实现了结构化设计。?????另外，在CPU内还有一个实时数据库，它的作用是永久存储数据和在程序间传递数据。数据库内的元素称为DB元素，这些元素包括过程站所使用的的I／O模板和信号及程序中产生的其它数据信息。?4、 控制功能?4.1工艺设备?成组区主要接收来自冷床的棒材，通过磁性手将棒材摆放紧凑，成组并输送到剪切辊道（ＣＣＬ）。????? 成组区包括以下设备：?拆叠装置(DPAS)、对齐辊道(LIN)：100?个带槽辊?????成组设备：（１）?磁性成组小车(FT)；（２）?成组输送链(FC)；（３）?磁性手指(MF)；（４）?支撑活板(SFL)?????提取传输设备：成组移送小车(ET1，ET2，ET3,MET)
4.2 对齐辊道?(LIN)?????对齐辊道位于冷床的出口侧,?由100个带槽辊组成，每10个为一组,冷床尾端有一个固定缓冲机械挡板将钢材头部对齐。使用的辊道段由操作员或自动地根据轧制表设定?????由MCC控制正转(反转已取消)。运行状态有间歇或连续运行。间歇周期允许辊道起动条件：冷床起动周期信号延时、延时停止（Ｔ２）。?4.成组和传输区?max.book118.com?概述?????在这个区域用相同的设备接收来自冷床的棒材，通过磁性手精确地将棒材摆放紧凑，成组并传输到辊道。?????本区包括以下设备：?????成组设备：?????（１）?磁性成组小车(FT)；　　（２）?成组输送链(FC)；　　（３）?磁性手指(MF)；　　（４）?支撑活板(SFL)?????提取传输设备：?????成组移送小车(ET1...ET10,MET)?max.book118.com?功能描述?max.book118.com.1?磁性成组小车?????为保证连续成组，提供两组同样的小车（Ａ和Ｂ）。两组小车轮流工作，一组总是停在收集区（上部位置：从冷床接收棒材），而另一组向提取小车上卸钢材，或返回停放位置或一直停放(下部位置)????每个单元通过一齿轮箱由直流电机单独驱动。并配备以下传感器：两个编码器（速度和位置控制）、两个接近开关（用于位置编码器复位?DI5.4/FT_SG1_CHG_A、DI5.5/FT_SG2_CHG_B）、两个接近开关用于冷床卸料(DI5.6/FT_SG3_DISCHG_A、DI5.7/FT_SG4_DISCHG_B)、四个限位开关(电机紧急停止：DI5.8/FT_SG5_CHG_MOV_A、DI5.9/FT_SG6_DISCHG_MOV_A、DI5.12/FT_SG9_CHG_MOV_B、DI5.13/FT_SG10_DISCHG_MOV_B）。?max.book118.com.2 成组输送链?????成组输送链有三组，每组通过齿轮箱由交流电机驱动。为每部分配备下列传感器：一个脉冲发生器和安装在马达上的过热电偶。成组输送链和磁性成组小车同步，这样钢材能够按要求的距离放置。成组输送链的检测元件:两个接近开关用于检测钢材在链子上（DI5.14/FC_SG1_LAYERDET、DI5.15/FC_SG2_LAYERDET）、计算机给出速度给定值到变频柜（AO1.1/FC1_IN_SPREF、AO1.2/FC2_IN_SPREF、AO1.3/FC3_IN_SPREF）、同时监视编码器的工作电压（AI1.2/FC1_TACHO_5V、AI1.3/FC2_TACHO_5V、AI1.4/FC3_TACHO_5V）。?????收集期间传送链与成组小车的运动总是同步的,?当成组完成后,?成组小车和传送链在小于冷床周期时间的短时间内移到提取区。成组小车轮流运行。?????每组棒材由N根组成(在OS设定)。??????成组小车从停止位置上升以后,?小车移到适当位置收集该组的第一根棒材，?在每个冷床周
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