Quantum与 Premium PLC在钢坯加热炉上的综合应用设计.pdf

设计 实例 一 De s i g n I d e a s 电气 自动化 2 0 1 4年第 3 6卷 第 5期 Q u a n t u m与 P r e m i u m P L C在钢坯加热炉上的综合应用设计 李秋红。李凌勇 华菱衡阳钢管集团公司 连轧管分厂， 湖南衡阳4 2 1 0 0 1 摘要设计了Q u a n t u m与 P r e mi u m P L C同时应用于同一项目的控制中， 通过以太网和 M B网实现Q u a n t u m与 P r e m i u m及 Q u a n t u m与 Mo d i c o n E 9 8 4 P L C之 间的信息交换 。采用 U n i t y P r o X L作 为 P L C的编辑软件 ， 利用 V i j e o L o o k 2 ． 6制作监控 画面 ， 制造 了稳定 可靠、 省时高效， 集过程控制与界面操作、 监控等多功能于一体的自动化控制系统。 关键词 以太网； MB网； 过程控制 ； 监控 ； P L C部分升级 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j i s s n ． 1 0 0 0- 3 8 8 6 ． 2 0 1 4 ． 0 5 ． 0 3 7 [ 中图分类号]T P 2 3 [ 文献标志码]A[ 文章编号]1 0 0 0 3 8 8 6 2 0 1 4 0 5～ 0 1 0 7 0 3 De s i g n o f Co mp r e h e n s iv e Ap p l ic a t i o n o f Qu a n t u m ＆ Pr e mi u m PL C i n t h e St e e I Bil l e t He a t i n g Fu r n a c e L I Q i u h o n g ， L I L i n g y o n g C o n t i n u o u s R o l l i n g B r a n c h o fH e n g y a n g V a l i n S t e e l T u b e C o ． ， L t d ． ， H e n g y a n g H u n a n 4 2 1 0 0 1 ，C h i n a Ab s t r a c t I n t h i s d e s i g n s c h e me ， Q u a n t u m a n d P r e m i u m P L C a r e b o t h u s e d i n t h e c o n t r o l o f t h e s a m e i t e m．I n f o r ma t i o n e x c h a n g e i s r e a l i z e d b e t w e e n Q u a n t u m a n d P r e m i u m a n d b e t w e e n Q u a n t u m a n d M o d i c o n E 9 8 4 P L C t h r o u g h E t h e r n e t a n d M BN e t w o r k ．U n i t y P r o X L i s u s e d a s P L C e d i t i n g p r o g r a m a n d V i j e o L o o k 2 ． 6 i s u s e d t o c r e a t e m o n i t o r i n g s c r e e n t o b u i l d t h e s t e a d y ，r e l i a b l e ，t i m e s a v i n g a n d h i g h l y e ffic i e n t a u t o m a t i c c o n t r o l s y s t e m i n t e g r a t i n g s u c h f u n c t i o n s a s p r o c e s s i n g c o n t r o l ， i n t e r f a c e o p e r a t i o n a n d m o n i t o r i n g ． Ke ywor ds Et h e r ne t；MBNe t wor k；pr o c e s s c o n t r o l ；mo ni t o r i n g-P LC；p a r t i a l u p g r a di n g O 引 言 华菱衡钢连轧管机组是 9 0年代引进的一条全 自动化热轧无 缝钢管生产线， 钢管坯料加热是热轧无缝钢管生产的前部工序， 主要是为穿孔、 连轧等工序作准备。该区域原热工及过程控制采 用美国MO D I C O N公司E 9 8 4系列 P L C， 编程软件是 MO D S O F T， 编 程环境为 D O S状态， 通讯方式 MB。因 MO D I C O N公司已被施 耐德收购， E 9 8 4系列产品已经停产备品备件环节出现问题 ， 且在 生产过程中原 P L C通讯故障频发， 为了保持软硬件的连贯性， 并 且费用最少， 我们将坯料加热炉区 P L C升级为施耐德的 Q u a n t u m 与 P r e m i u m的 P L C， 原 E 9 8 4系列 的 P L C退下 后作为其它区域 P L C的备件， 因此就有了我们现在这个升级方案。 1 生产 工艺过程 华菱衡钢连轧管分厂钢管生产工艺过程是 管坯下料一钢坯 加热一穿孔一半浮芯棒连轧一钢管再加热一张力减径一冷床、 锯 切一矫直一探伤检测一打包入库。现在改造的区域是管坯上料 和管坯加热区， 其中主要控制部分是坯料加热过程， 管坯 由炉前 辊运至加热炉装料机夹钳下方 ， 装料机夹钳夹起管坯， 装入炉内， 炉底均匀转动， 管坯由炉底均温段运行到高温段而加热到要求的 温度 ， 当管坯到达出料端位置时， 出料机夹起管坯， 运出炉外 ， 放 置在摔渣斜台， 经出炉辊道和链式运输机， 将热坯移送到穿孔机 穿孔 。 2 钢管在炉 内加热过程控制设计 钢坯进炉后 ， 炉底传动驱动炉底机构向出料方 向旋转， 在炉 定稿 日期 2 0 1 31 21 2 底机构转动过程 中， 钢坯得到了充分加热 ， 当钢坯到达出料 口时， 钢坯温度已达到了下一个工序所要求的温度。在钢坯移动过程 中， 通过高速计数模块对料位及钢坯移动进行控制。环形炉一圈 共有2 5 0个料位， 炉底定位计数采用一个5 0 0 0个脉冲／ 转的增量 式编码器， 通过计算知道环形炉转一圈共有 1 9 2 0 0 0个脉冲， 所 以每个料位 脉冲数 为 7 6 8个。假设计 数模块地址 配置 为％ M w5 l 一％MW5 6 ， 当计数脉冲达到 7 6 8时， 到达一个料位； 最大 计数值也是设定为 7 6 8 ， 因此模块的计数也从0到7 6 8循环进行， 给计数器最大值设定为 7 6 8 。根据每个料位的范围就可以设定 为 7 2 8 7 6 8 0～ 5 0之间的脉冲数。如果炉底机械运行一段时间 后， 料位和实际位置有偏差 ， 可通过编程进行料位校正。校正程 序如下所示 给％MW5 1赋值为 1 6 0 0 0 0， 将计数器清零， 然后再 给％MW5 1 赋值为 1 6 0 3 3 3 ， 此时计数器允许重新开始计数， 为运 行到下一个料位做准备， 编制程序 如图 1 所示。 3 P L C模块配置 因钢坯加热区域远程 P L C只接收 I ／ O信号， 本地 P L C则用 来作过程处理与加热控制， 大量的网络控制、 数据采集、 信息处理 等均在主站进行， Q u a n t u m P L C适用于大、 中型控制系统， 具有强 大处理能力， 可以满足大部分离散和过程控制 ， P r e m i u m P L C则 适用于中、 小型控制系统， 结构紧凑， 且现场 P L C的 I P等级要求 较高， 操作台里空间较小的原因， 所以和通常只采用同一种型号 P L C的R I O方式和分布式 I ／ O配置不同 。 。故我们将仪表控 制 P L C和过程控制主 P L C采用 Q u a n t u m系列， 而现场操作 台内 P L C则采用 P r e m i u m系列， 具体配置 如图2所示。 E le c t r i c a I Au t o ma t i o n 1 0 7