河北省西门子一级代理商

1) 系统控制范围

原材料入库、输送—水泥粉磨(I、II 线) —水泥出库及包装系统。

· 原料储存及输送工艺流程：

　　　石膏破碎及输送→矿渣入库→石灰石入库→熟料输送入库→原料入磨头仓收尘器→原料入磨头仓→熟料入磨头仓→石膏入磨头仓→石灰石入磨头仓→矿渣入磨头仓

· 水泥磨机工艺流程：

磨稀油站→水泥入库→水泥磨→水泥磨控制→磨辊压机→物料入水泥磨/ 辊压机→粉煤灰入水泥磨

· 水泥出库及包装工艺流程：

库顶收尘→水泥库顶斜槽风机控制→水泥入库

2) 自动控制回路

· 粉磨1 中及粉磨1 尾。

· 水泥小仓仓重控制系统。

· 粉磨1 尾负压控制系统。

· 粉煤灰小仓固体流量计控制系统。

3) 顺控停机时间

为确保设备安全和空负荷启动，需对设备停机时间进行规划。

· 原料调配及输送。

· 水泥粉磨。

· 石灰石及辅助原料入配料库。

· 水泥储存及输送。

4) 水泥粉磨控制系统介绍及配置

　　　系统监控软件为西门子WINCC 5.0，控制系统选用德国西门子公司SIMATIC S7-400 控制器及ET200M I/O进行信号的采集与处理。具体配置如下：

· 辅助原料及水泥粉磨二线部分

　　　配置一台SIMATIC S7-400 控制器，带12 个ET200M远程站对水泥粉磨二线及原料配料部分所有模拟量和数字量进行控制。其中，水泥粉磨二线一台辊压机系统通过PROFIBUS-DP 与SIMATIC S7-400 控制站进行数据

通讯。配置一台WinCC 操作站，作为对原料配料及水泥粉磨部分的组态编程及操作。

· 水泥粉磨一线及水泥库顶部分配置一台SIMATIC S7-400 控制站，带8 个ET200M 远程站对水泥粉磨一线及水泥储存( 库顶)部分所有模拟量和数字量进行控制。其中，水泥粉磨一线一台辊压机系统通过PROFIBUSDP与SIMATIC S7-400 控制站进行数据通讯。与二线水泥粉磨部分共用一台WinCC 操作站，作为对水泥粉磨及水泥储存( 库顶) 部分的组态编程及操作。

· 水泥库底及包、散装部分配置一台SIMATIC S7-400 控制站，带18 个ET200M 远程站，对水泥库底及包、散装部分所有模拟量及数字量进行控制。包装部分采用触摸屏TP27 方式操作。控制系统可实现动态流程图、趋势图、报警显示、报表记录及工艺动态操作控制等。

· 系统的供电电源采用UPS 电源，可防止来自电网上的超高压、欠压、浪涌、尖峰脉冲干扰、停电干扰甚至雷电袭击。

5) 控制系统的抗干扰措施

张家港海螺的自控系统有许多弱电设备，各种控制电缆和信号电缆数量非常多，系统极易受到各种干扰。若不采取措施，消除其干扰，会严重影响系统的正常运行因此，本自控系统采用了如下几方面的抗干扰措施：

· 系统现场控制站的所有数字量输入/ 输出模块、模拟量输入/ 输出模块模块均采用光电隔离，将现场各种信号与系统背板总线隔离。

· 系统现场控制站的所有数字量输出信号均采用继电器隔离，实现每个数字量输出通道之间的隔离，消除了数字量输出信号之间的相互干扰。

· 系统现场控制站的所有模拟量输入/ 输出信号均采用模拟量隔离器，实现每个模拟量通道之间的隔离，消除了模拟量信号之间的相互干扰。

· 系统现场控制站的所有模拟量输入/ 输出信号电缆均采用屏蔽电缆，其屏蔽层在控制柜侧一点接地，消除了空间干扰。

0 前言
　　　以往的油石超精机床是采用继电器进行控制的，控制部分元件较多，体积庞大，接线复杂，且可靠性不高，经常出现故障。近年来，机床行业的自动控制水平在逐步提高。现决定对油石超精机床进行改造升级，用PLC取代传统的继电器顺序控制，工作周期变短，使工作更可靠，而且编程简单，诊断方便，抗干扰能力强。

1 电气控制要求
　　　油石超精机床的工作原理是把加工工件放在两个导辊之间，工件会匀速向固定的方向运动，超精头在气压下振动的同时来摩擦工件表面，提高工件的光洁度和圆度等。手动调整好机械的各项指标，用旋转开关把工作方式调节到自动，按下自动启动按钮，PLC开始运行，在程序控制下，冷却启动后导辊开始在变频器无级调速控制下旋转，开始加工工件。
　　　机床配有紧急停止和警示功能，一旦发生机械故障用户可以方便地按急停按钮来停止机床动作；由于过载等原因出现问题，会点亮报警灯来提醒操作者。

2 系统硬件设计
2.1主电路的设计
　　　导辊采用变频控制，PLC控制继电器的吸合作为变频控制正转的条件，而导辊调速采用电位器进行模拟控制；冷却泵由PLC控制接触器KM的通断来实现起停；油石的上升和下降由PLC控制电磁阀来实现。
2.2 PLC系统购置
　　　根据系统的输入、输出点的要求，选用20点的三菱PLC即可以满足要求。

3 系统软件设计
3.1零件加工可以方便的进行手动/自动转换，当转换开关旋至手动状态时，自动不起作用，系统通过操作面板上不同的手动控制按钮来完成机床调整或手动加工；类似的转换开关旋至自动状态时，按下启动按钮，PLC则按预先设计的符合工艺要求的程序运行。系统流程图如图1所示。

　　　机床控制系统中，手动部分占用6个输入点，用于零件自动加工前的调整或手动加工；自动控制部分涉及6个输入点，用于零件的程序顺序加工。
自动控制部分的输入、输出点的分布如表1所示

输入设备 输入地址 输出设备 输出地址
过载保护QM X000 报警灯HL Y000
紧急停止SB1 X001 导辊启动KA Y001
复位SB2 X002 冷却启动KM Y002
自动启动SB3 X003 油石上升YV Y003
自动停止SB4 X004
接地保护 X005
表1
　　　自动控制的程序如图2所示，为了避免启动时的电流冲击，用延时0.5 s来避开冷却泵与导辊电机同时启动。

3.2 故障检测与报警电路
　　　一旦机械部分或控制电路发生故障，报警灯会被点亮，同时油石抬起来避免误动作造成损失；故障解除后，可按复位钮清除报警。报警的程序如图3所示。

4 总结
　　　PLC有丰富的指令集，编程非常灵活，控制相当方便。用PLC对超精机床进行升级改造后，系统的硬件结构简单，自动化程度高，加工效率高，维修方便，可靠性大大提高。