PLC在CLN生产成组区的应用.pdf

第3 3 卷2 0 1 5 年第 1 期 总第1 7 5 期 使用与维护 P L C 在轧钢生产成组区的应用 巩立刚 山东莱钢棒材厂莱芜2 7 1 1 2 6 【 摘要】 介绍了A B B Ma s t e r P i e c e 2 0 0 ／ 1 P L C -制系统在轧钢生产中 棒材成组系统中的应用及其系统配置 与控 制功 能。 【 关键词】 轧钢水冷系统P L C 元素控制功能 Ap p l i c a t i o n o f PLC i n S t e e l Ro l l i n g Pr o d u c t i o n Gr o u p i n g Ar e a GONG Li g a n g B a r Mi l l o f S h a n d o n gL a i w u I r o nS t e e l C o L a i w u 2 7 1 1 2 6 【 A b s t r a c t 】 I n t r o d u c e t h e a p p l i c a t i o n o f A B B M a s t e r P i e c e 2 0 0 ／ 1 P L C c o n t r o l s y s t e m in t h e b a r g r o u p i n g s y s t e m o f s t e e l r o l l i n g p r o d u c t i o n ， a n d i t s c o n fi g u r a t i o n a n d c o n t r o l f u n c t i o n ． 【 K e y w o r d s ] S t e e l r o l l i n g w a t e r c o o l i n g s y s t e m ， P L C e l e m e n t ， c o n t r o l f u n c t i o n 1 前言 莱钢中小型轧钢生产线于 1 9 9 7 年建成投产 ， 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 C C L 。 该生产线 P L C控制 系统 由 A B B公 司提供 ， 其 成 组系统采用 A B B Ma s t e r P i e c e 2 0 0 ／ 1 P L C控制系 统 ， 实 现了轧制过程 中棒材 的整齐摆放 、 定支 、 运 送控制。 2 系统组成 基础 自动化 系统采用 A B B公司的 R MC 2 0 0 轧 钢控制系统 ， 它是一个开放型集散控制系统 ， 由一 套 MP 2 0 0 ／1过 程 站 和 一 套 A S 5 2 0操 作 员 站 组 成 。过 程站 由一个 C P U机架带一个 I ／O机架组 成 ， C P U机架上安装了 C P U模板 D S P C 1 7 2 、 内存模 板 D S MB 1 7 6 、 1 6通 道 的 D S A I 1 3 0 、 8通 道 的 D S A O 1 2 0 以及3 2 通道的D I ／ D O 模板， 通过通信模板 D S C S 1 4 0 连接到M a s t e r B u s 3 0 0 总线上， 与其他过程 站进行通信 ， I ／0机架 由总线扩展模块 D S B C 1 7 2 实现总线扩展。 操作员站采用H P U N I X工作站， 并通过实时 加速器板连接到M a s t e r B u s 3 0 0 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 一 3 0 一 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 1 系统软件 A B B Ma s t e r P i e c e 2 0 0中央单元 是一高性能 3 2 位微处理器 。系统软件存储在 E P R O M模块 中 ， 系统软件包括一个实时操作 系统 和一个A B B M a s t e r P i e c e 语言 A MP L 执行器。 2 应用软件 应用软件存储在带后备电池的 R WM 读， 写存储 器 中， 用 A B B M a s t e r P i e c e 语言 A MP L 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 P C元 素。P C 元素内有三种结构类元素 P C P G M， C O N T R M和F U N C M。P C P G M是程序结构的最高层， 旨 在完成一个完整的控制功能， 一个P C P G M下允许 一 个或几个 C O N T R M； 而一个 C O N T R M下 又可包 含一个或几个F U N C M， 从而使整个程序结构呈阶 梯状， 实现了结构化设计。 另外， 在C P U内还有一个实时数据库， 用作永 久存储数据和在程序间传递数据。数据库内的元 素称为 D B 元素， 这些元素包括过程站所使用的 I ／O 模板和信号及程序中产生的其他数据信息。 使用与维护 第3 3 卷2 0 1 5 年第 l 期 总第 1 7 5 期 4 控制功能 4 ． 1 对齐辊道 L I N 对齐辊道位于冷床的出口 侧 ， 由1 0 0 个带槽辊 组成 ， 每 1 0 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MC C控制正转 反转 已取消 ， 运行状态有 间歇或连续运行 。间歇周期允许辊道启动条件 冷床启动周期信号延时、 延时停止 T 2 。 4 ． 2 成 组和 传输 区 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 4 ． 2 ． 1 磁性成组小车 F T 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动机单独驱 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 D I 5 ． 4 ／ F T S G 1 一 C HG A， D I 5 ． 5 ／ F T S G 2 一 C HG B ； 两个接近开关用于冷床卸料 D I 5 ．6 ／ F T S G 3 一 D I S C H G A， D I 5 ． 7 ／ F T S G 4 一 D I S C H G B ； 四个 限位开 关 电动机紧急停止 D I 5 ．8 ／ F T S G 5 一 C H G M O V A ，DI 5 ． 9 ／ F T S G6 一DI S CHGM OV-A ，DI 5． 1 2 ／ FT- S G9一CHG MOV B．DI 5 ． 1 3 ／ F TS G1 0一DI S CHG MO V B 。 4 ． 2 ． 2 成组输送链 F C 成组输送链有三组， 每组通过齿轮箱由交流 电动机驱动。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耦。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 D I S ． 1 4 ／ F C S G1 一 L A Y E R D E T， D I 5 ． 1 5 ／ F C S G 2 一 L A YE R D E T ； 计 算 机 给 出速度给定值到变频柜 A O 1 ． 1 ／ F C 1 一 I N S P R E F ， AO1 ． 2 ／ F C 2 一I N S P R E F ， A O1 ． 3 ／ F C 3 一 I N S P R E F ， 同时监视编码器的工作电压 A I 1 ． 2 ／ F C 1 一 T A C H O 一 5 V，Al 1 ． 3 f F C 2 一T AC HO一5 V， AI 1 ． 4 ／ F C3 一T ACHO一 5 V 。 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 Ⅳ根组成 在 O S 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 ， 在每个冷床周期， 通过限位开关检测到的固定横梁最后一齿上的棒 材被装入成组小车上， 棒材计数器 Ⅳ 1 加 1 。 4 ． 2 ． 3 电磁手指 ME 电磁手指用于在成组区抓起棒材且正确地放 在成组小车上 。提供两套 电磁手指“ A” 和“ B” 在 小车定位时夹持钢材。当两根棒材被 同时卸下 时， 双齿槽周期 两套电磁手指同时使用， 否则用 一 套。电磁手指到冷床的距离可根据根据产品尺 寸进行机械调整。 4 ． 2 ．4 支撑活板 S F L 支撑活板和 电磁手指有相同的功能和相 同的 工作周期 ， 同时应用 ， 固定在冷床架上 。配备两套 支撑活板 A， B ， 用于小车定位期间抓起棒材 。 检测元件 两个接近开关分别检测两套活板 的下部 位 置 D I S ． 1 ／ MF S G1 一 F L A P 1 一 D WN， D I 5 ． 2 ／ MF S G 2 一 F L A P 2 一 D WN ， 操作员控制 C P 3 活板 升／ 降控制 。 4 ． 2 ． 5 棒材组传输设备 该设备分成两部分 第一部分包括一个电磁 提取小车； 其余部分为提取小车。提取顺序和在 辊道上的输送 1 最后 一组成组小车 步进信 号和提取小车 在停止位置 P 1 提取小车上升并磁化； 2 小车在收集位置 成组小车去磁并下降 ； 3 成组小车在下部位置 成组小车返回等待 位置， 一个传感器 由安装在冷床固定齿上的凸轮 装置驱动 检测返回行程， 同时， 小车上升到最高； 4 提取小车在上部位置， 来自位置变送器和 第一个提取小车传感器的信号并加延时T s 提取 小车向辊道方向前移； 5 如果辊道正运行或 和 检测到上面有原 料 ， 提取小车停在 中间位置 P 2 ； 如果辊道和夹送 辊停止并且没有检测 到辊 道上有原料 ， 提取小车 前进至卸料位置P 3 ， P 3 在辊道 中心位置。 6 提取小车在位置P 3 ， 提取小车下降； 7 第一组提取小车去磁并降至最低位置 ， 所 有小车降低 ， 所有提取小车返回停止位置 P 1 ， 辊 道启动 。 [ 下转第3 4 页] 一 31 第3 3 卷2 0 1 5 年第 1 期 总第 1 7 5 期 使用与维护 县雷8 8曾8 6 屯 8雷8雷8蛩8分马 sB雷8G8s8雷8雷8雪8s 电 ％啦电 ％也 e雷8G 0如 B s 电岱 雷0 j ％电6电 0 j ％屯仉 s a d 一 雷 a 0 0 、 35 图2 柜底板腐蚀情况 4 效果与结语 此次检修以柜底板捉漏为主， 兼以对煤气柜 橡胶皮膜等部件进行检查， 全面掌握 8 万m ’ 柜柜体 实际运行状况 。检修后对煤气机柜底板处 C O含 量进行跟踪测量 ， 发现 C O测定仪测量数据为零 ， 没有发现有泄漏现象 ， 通过对 柜底板和柜侧 板发 现的3 0 0 余处漏点进行捉漏有效解决了煤气泄漏 问题 ， 消除的重大安全隐患 。 8 万 m 煤气柜作为 体柜 ， 停柜检修刷期 比较 短， 检修任务重。此次检修由于刈‘ 柜体 1人 J 部泄漏 部 位及 大小情 况不是完全清楚 ， 检修 前期进 行周 密考虑 ， 精心准备。整个施工于2 0 1 1 年 6 月5日至 6 月 1 3日对煤气柜进行 了为期 9 天停柜检修 。针 对发现的蜂窝状腐蚀情况， 对柜底板以托补钢板 的形式予以加强 ， 消除煤气泄漏的安全隐患。 参考文献 [ 1 】 左建平． 转炉煤 气 回收 过程 中 出现 的问题及 分析处 理． 2 0 0 7 年全 国冶金燃 气专业年会论文 集． 【 2 】 韩上春． 关 于威金 斯 式煤 气柜操 作 点检 模式 的探 讨 ．2 0 0 7 年全 国冶金燃 气专业年会论 文集． 2 0I 3 0 9 2 3收稿 图3 柜底板托补钢板及防腐 e 蛤 岛 菏 ； ； ； f ； ， 、 ；、 ； ； ； ； 菏 [ 上接第 3 1 页 ] E T 1 有 上 、 中 、 下 三 个 位 置 检 测 ； E T 2包 括 E T 2～E T 5 ， 只 有 下部 位 置 检 测 ； E T 3包 括 E T 6 ～ E T 1 0 ， 只有下部位置检测 。在水平方向 ， 每组小车 分别有左右超限检测 和上料位置检测开关 。在程 序 中 ， E T动作先 后有七 步 ① 循环 做矩 型运 动 ； E T L I F T P O S P I C K U P ； ②E T L I F T P O S U N L O A D ； ③ E T P O S WA I T ； ④ E T P O S C R T ； ⑤ E T L I F T P O S C R T L V L ； E T L I F T P O S D O WN ； ⑦E T P O S P A R K 水平方向运动时 ， 将水平位置给定 0 ， 3 0 0 ， 1 4 6 0 赋 给 E T P O S R E F ， 最 后 通 过 C O MC V 0 1元 素 的 I 4 0 R D 1 和I 4 0 R D 2 端通信到4 个小车的传动系统， 控制设备动作。 4 ． 3 拆叠缓冷 系统 该系统用于弹簧扁钢 ， 弹簧扁钢只用到6 0 m 弹簧冷床 ， 需要缓慢冷却， 因此它们被组成叠状送 人冷床。当进入卸货区域以后， 弹簧扁钢被一个 接一个卸下。拆叠缓冷系统的主要设备 一 3 4 一 1 拆叠设备 U n s t a c k i n g ； 2 提升设备 1 i f t ； 3 倾 翻设备 t i l t ； 4 升降挡板 s t o p 。 5 结论 该 系统 自 1 9 9 7 年底 投运 以来 ， 运 行可靠 、 稳 定， 大大提高了其工作效率， 实现了轧制过程中棒 材的摆放整齐定支运行控制 ， 保证了轧钢生产。 参考文献 【 1 】 A B B P r o c e s s A u t o m a t i o n L a y e r F o r m i n g C o n t r o 1 ． 【 2 ] AB B R MC ． 5 P C P r o g r a m l i s t i n g ． 【 3 13梁国伟． 测量技术及仪表[ MI ． 北京 机械工业出版 社 ． 2 0 0 2 ． 2 0 1 3 0 4 0 2 收 稿