西门子漳州PLC模块代理商

  FY113回收机是在引进ITM公司DEPLPHI400技术基础上，转化设计的国产化设备，该设备能实现卷包设备产生的不合格烟支或跑条烟进行烟丝回收利用，其加工处理能力为40kg/h。考虑到该设备与上下游机连接与配置较为灵活，与FY113配套的喂料机、压纸机、除尘器、拆包机等可能是第三方提供的设备，这对系统在用户处调试提出了较高的要求。为解决此问题，系统程序设计需在原有系统方案上进行改进，采取模块化、结构化处理方式，以增强设备控制程序功能上的独立性及程序接口的通用性，减少现场代码修改工作量，方便程序调试。

　　1 烟丝回收系统工作原理及工艺流程分析

　　废烟支中烟丝的加工回收按工艺流程可分为5部分：烟支喂料、排序、剖切、开松、分离输送、除尘部分。喂料部分将废品烟支送入喂料机料斗中，通过陡角提升带将废烟支提升落入排序装置，排序装置将输送过来的杂乱无序的烟支进行纵向排列，以确保烟支顺利进入剖切装置。剖切装置上方的旋转切刀将排序过的烟支纵向打孔剖开。松开装置是将剖切过的烟支进一步疏松，分离输送装置将剖切装置剖开掉落的烟丝直接从剖切轮送到分离输送装置的一级分离振筛上，又将经过开松装置处理的烟丝混合物由二级分离振筛输送到送丝皮带上。此时烟纸和滤嘴则经过二级分离振筛输送，落到烟纸收集箱，烟末及烟灰进入烟末集中箱，烟丝则可以通过下游机送丝带进入烟丝供丝料仓中完成烟丝循环再利用。为减轻设备操作劳动强度，用户可以自行配置专用的物流小车进行烟支的喂料，经回收机处理过的烟纸和滤嘴可以配置压纸机统一回收处理，对包装机引起的废烟也可以配置拆包机进行处理，减少废烟包人工拆散工作量，对回收机除尘部分用户也可以选择集中除尘或独立除尘。

　　2 西门子STEP7 S7-300/400系统程序组织块特点

　　西门子STEP7支持及提供的块有OB(组织块)、FC(功能)、FB(功能块)、DB(数据块)、系统功能及功能块(SFC/SFB)等，用户做的主要工作是根据设备工艺特点把系统控制任务合理地划分不同功能和功能块.用户不需要设计操作系统调用程序、系统循环扫描监控出错等额外程序，但这些系统都能提供接口做到对用户透明，尽量减轻用户编程负担这为系统PLC程序的设计实现模块化、结构化处理提供很大的支持及系统优势。

　　3 烟丝收回控制系统任务功能及模块划分

　　实现以上工艺流程需求，把程序处理任务划分如下：

　　3.1 系统中起执行作用的控制对象

　　控制系统中控制对象主要是设备执行元件，通过以上分析不难发现系统控制对象就是指各个工序电机，而每一道工序都有属于自己动作和当前工况状态，即工序对象的行为和属性。在程序处理上把系统中所有工序电机的语句抽象提取出来，归纳控制属性、工位属性、状态属性、故障显示属性等，列出执行元件属性表，把这些属性封装成通用的功能块FB来满足设备上所有所用工序电机的控制要求。详细分析如下：要做成设备通用的功能模块，首先须提取设备上每一道工序相同的控制对象。在烟丝回收系统中根据物料的流动顺序即从一个工序输送到下一个工序，每工序都只有一个控制对象电机。工序电机的控制，是通过程序输出接触器信号来启动电机运转。通常电机基本控制模式有两种：自动模式和手动模式。在手动调试模式下，工序电机的启动首先必须通过触摸屏进行选取，再由触摸屏上的软件按钮触发，分为手动启动，手动停止、全部停止;而在自动控制模式下，这任务由启动程序来完成。在实际生产现场给出电机状态信号和电机故障信息指示，能极大地减少设备维护的工作量，因此把电机运行状态、电机故障指示也作为建立该功能模块的输出，包括模式选择、模式工位指示、对象功能测试按钮、电机故障显示、电机状态显示。形成输出执行元件属性表。再针对具体每个工序电机，分配相应的背景数据DB，记录当前特定控制工序电机的相应特征属性，以实现相应功能在STEP7程序中的调用。

　　3.2 系统中起工艺工序流程传递的功能划分与组织

　　3.2.1 启停控制程序

　　该设备启动时应按序依次启动，先启动除尘电机→输送带电机→开松装置电机→分离振筛电机→切刀电机→剖切轮电机→排序振筛电机→后启动喂料部分供料电机;停车时应该先停止喂料部分，后才能停止分离振筛。程序上这样设计是为了尽量减少对来料的浪费。同样原因，除开有立即停机外，停机程序延时也按工艺固有顺序将废烟支按一定的次序撤出，尽量将分离的烟丝输送出来，工序之间的投入通过程序延时进行传递。

　　3.2.2 堵塞保护处理程序

　　对回收机切刀装置、开松装置高速旋转运动部件进行保护，利用运动部件产生的高频信号进行计数，低于程序设定值来判定该装置是否堵塞，防止损坏高速旋转的运动部件。

　　3.2.3 工艺配方处理程序

　　对FY113喂料部分、切刀装置、开松装置工艺配方的管理，程序上采取牌号处理方式。在HMI触摸屏上建立20个牌号管理空间，支持牌号编辑、牌号选择、当前牌号读写等功能。根据模块化编程的特点，同样是采取功能块编程方式来处理，首先程序上开辟20个牌号的数据管理区DB(1～20)，定义功能块相关输入参数：牌号读数据区编号、牌号写数据区编号、数据区长度、牌号源信息、牌号目标信息。采取地址指针方式读写所要管理的牌号，这样大大简化程序繁杂度，提高程序的可读性。

　　3.2.4 设备操作管理权限处理程序

　　对设备供应商、设备管理员、设备操作员分别分配不同操作使用权限，主要对特殊工艺配方进行管理及系统异常情况下系统参数的保护与恢复。

　　4 总 结

　　采用模块化方式进行编程，可以大大减少程序编辑量，缩短程序开发时间，降低编程误操作发生率，在设备功能扩展的时候，也只要针对性地修改相应功能块，而无需大范围的调整程序结构，提高了程序的移植性与重用性，这给控制系统程序的调试与管理带来不少方便，极大地缩短了产品的开发时间。

　　一、概述

　　莱钢炼钢厂4a#连铸机为一台三机三流的矩形坯连铸机，年生产能力为80万吨，与中型 轧机构成一条热装热送短流程生产线。本文将对其基础级自控系统进行详细介绍。

　　二、生产工艺简介

　　钢水包由转炉车间运至连铸车间后，由车间行车将钢水包置于大包回转台钢包臂 上，旋转至浇注位后，钢水 由钢包流入中间罐车，达到开浇液面后，浇铸开始。钢水经中间罐车注入结晶器，经过初次冷却控制以及振动控制调节后，进入二冷区。自控系统自动跟踪铸坯的位置及长度，铸坯到达冷却段时，由二次冷却系统对铸坯进行水/气的混合冷却。系统跟踪钢坯头到达矫直区时，拉矫机依次进行换压操作;跟踪到脱引锭位时，自动进行脱引锭操作。钢坯达到定尺长度后，由火焰切割机实施切割，切割后由输出辊道运出，再由横向移钢机运至热送辊道，后由热送辊道运到中型加热炉进行轧 制。

　　三、系统构成及配置

　　系统采用了美国罗克韦尔自动化公司的PLC5作为主控制器，SLC500 用于火焰切割自动控制，选用罗克韦尔自动化公司1336系列的变频器用于交流调速控制，远程I/O模板用于切割区以及出坯区现场信号的控制，以工业以太网 以及DH+网作为控制网络。在该系统中，共采用了4套A-B PLC-5/40E分别用于铸机的公用系统以及铸流系统的自动控制。根据系统的控制规模，并保留有25%左右的控制点余量，PLC系统的硬件

　　公用系统

　　主机架通过CPU上的通道1B(组态为Remote I/O Scanner方式)外带了5只扩展机架、6块Remote I/O模板以及4台1336 PLUS变频器。

　　具体配置为

　　电源模板(1771-P7，16A)6块、CPU(1785-L40E)1块、AI模板(1771- IFE)3块、AO模板(1771-OFE)3块、RTD模板(1771-IR)1块、高速计数模板(1771-VHSC)1块、24VDC DI模板(1771-IBD)25块、24VDC DO模板(1771-OBD)14块、220VAC DI模板(1771-IMD)23块、220VAC DO模板(1771-OMD)16块、远程I/O适配器(1771-ASB)5块、远程I/O模板(32入/32出：1791-IOBW)4块、远程I /O模板(16入/16出：1791-16BC)1块、远程I/O模板(24入/8出：1791-24B8)1块、25匹马力1336 PLUS变频器(CAT 1336S-B025-AA-EN4-CTM1-HA2)2台、20匹马力1336 PLUS变频器(CAT 1336S-B020-AA-EN4-CTM1-HA2)2台。

　　铸流系统

　　用于铸流控制的三套PLC系统的配置完全相同，均是：主机架通过CPU上的通道1B(组态为Remote I/O Scanner方式)外带了2只扩展机架、3块Remote I/O模板以及7台1336 FORCE变频器;另外，采用了3套A-B公司的小型产品SLC 500 分别用于每流的火焰切割机的自动控制。SLC 500 PLC通过CPU上的DH+通讯口与PLC-5/40E的CPU上的通道1A通讯口(配置为DH+)连接构成了DH+网以实现数据交换。

　　PLC5具体配置为

　　电源模板(1771-P7，16A)3块、CPU(1785-L40E)1块、AI模板(1771- IFE)4块、AO模板(1771-OFE)8块、RTD模板(1771-IR)2块、高速计数模板(1771-VHSC)1块、24VDC DI模板(1771-IBD)5块、24VDC DO模板(1771-OBD)4块、220VAC DI模板(1771-IMD)7块、220VAC DO模板(1771-OMD)5块、远程I/O适配器(1771-ASB)3块、远程I/O模板(1791-IOBW)3块、25匹马力1336 FORCE变频器(CAT 1336T-B025-AA-GTIEN)4台、40匹马力1336 FORCE变频器(CAT 1336T-B040-AA-GTIEN)3台。

　　SLC500具体配置为

　　电源模板(1746-P2)1块、CPU(1747-L542)1块、 DI模板(1746-ITB16)1块、DI模板(1746-IB16)4块、 DO模板(1746-OW16)2块、DO模板(1746-OB16)2块。

　　4套PLC5 通过各自CPU上的以太网口(通道2)挂在以太网上，并通过MSG指令相互传递数据;共25台1336变频器作为远程站采用Remote I/O Scanner方式与PLC进行数据通讯：其启动、停止、速度给定等指令均由PLC下达给变频器，同时变频器的各种状态数据以同样形式反馈给PLC。另 外，4台高性能PⅢ工控机作为系统的上位机，通过以太网与PLC进行数据传送，完成铸机生产的监控，其中3台为操作员站，互为备用，用于生产的实时监控;1台为工程师站，可以完成对软件系统的查阅、修改等工作(系统配置图如图1所示)。

　　四、软件设计、系统控制功能及实现

　　4.1 PLC程序的设计

　　控制程序使用罗克韦尔 自动化公司专用编程软件Rslogix5，并全部采用简单易懂的梯形图方式编制而成，分为公用控制程序及铸流控制程序共4套。

　　每套控制程序均采用了流行的模块化/结构化编程方法：根据控制对象、控制目的的不同把控制程序分为若 干控制部分，由主程序在每次扫描周期中依次调用来实现各自的控制功能;在每一个梯形图文件中，把控制功能相同的程序放在同一控制段中，并加以注释。这种结构化编程方法使得程序的查阅、功能的扩充及修改变得更加容易，大大增强了程序的灵活性、可读性、实用性和维护性。

　　4.2 监控系统的设计

　　上位监控系统采用Rsview32制作，Rslinx负责完成与PLC的数据通讯。根据生产工艺、控制功能 的要求，共制作了9大部分、共计40余幅监控画面。

　　4.3主要的控制功能及关键技术的实现

　　图 1

　　主要控制功能： 该自动控制系统主要用于连铸机生产的基础级自动化控制，通过采用A-B自动化控制技术可完成基础生产工艺过程的全自动化控制，实现连铸生产现场设备的自动联锁，介质温度、压力、流量的检测调节，数据的通讯处理、故障报警以及生产状况的在线监控等功能。

　　主要控制功能有：中间罐车行走、升降功能;结晶器冷却水、二冷水、公用介质的流量及压力检测调节功 能;推钢机控制功能：横移机控制功能;大包、中间包的钢水测温及称重功能;大包旋转及升降控制;液压站控制;结晶器振动控制;拉矫机/拉矫辊控制;输出辊 道控制;结晶器冷却水控制;二冷水控制;自动跟踪控制;火焰切割控制以及生产的在线监控等。关键技术的实现：

　　变频调速控制技术：中间罐车、拉矫机、结晶器、输出辊道、横移机等设备均采用了变频调速控制技术。PLC通过Remote I/O Scanner通讯方式将控制命令传达给变频器，同时接收变频器的状态实时反馈信息;控制程序则通过采用MOV指令将启/停、正/反转、速度给定值等命令信息以输出字的数据格式传送给变频器，从而实现变频调速的自动控制。

　　二冷区的全自动配水控制算法：理论上理想的二冷配水控制曲线是一条二 次曲线：F=aV2+bV+c，但是实现起来非常困难。为此，我们采用直线仿真曲线技术：采用三条斜率不同的直线来模拟二次曲线，根据当前的拉速及三条直线所对应的a、b值分别计算出三个配水量F1、F2、F3，然 后取其大值作为当前的实际给定值：Fsp = Max{F1，F2，F3}(如图2所示)。此外，软件上通过PID指令完成七段回路仪表调节控制(控制框图见图3)。

　　铸流自动跟踪技 术：PLC根据A-B增量型编码器(安装于3#拉矫机上，1024脉冲/圈)发送至高速计数模板的脉冲数，自动计算并完成送引锭模式、浇注模式下的拉矫机 /拉矫辊、二冷区配水、电机测速以及铸坯测长等全自动控制。

　　火焰切割自控系统：<该系统单独采用3套SLC500 PLC，并建立了DH+通讯手段与PLC5进行数据通讯。根据PLC5发送过来的铸坯测长实时数据，实现对钢坯切割的自动化控制，并具有2种定尺(本机、 上位)、3种操作方式(手动、半自动、全自动)的控制功能。同时PLC5根据SLC500的反馈信息控制输出辊道的动作将切割完毕的铸坯运出。控制程序则使用MSG指令来实现通讯数据信息的相互传递。

　　铸机生产的自动在线监控技术：采用Rsview32监控技术、Rslinx通讯技术开发了铸机生产的在线监控系统。该监控系统分为总貌、风机液压站、条件及状态、公用检测、一冷、二冷、设备冷却水、液面控制和其它9大部分，具有如下主要功能：

　　生产数据、设备状态的在线显示监控;

　　生产数据的上位设定及生产模式的控制选择;

　　设备控制方式的选择以及设备的远程 控制、介质的远程调节;

　　趋势记录、故障报警、报表打印以及系统故障自诊断。