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鋼卷包裝機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間:2008/6/3 0:00:00 訪問次數(shù):492

摘要:
本文主要介紹了冶金行業(yè)冷軋鋼卷包裝機(jī)組的控制系統(tǒng)及其軟硬件結(jié)構(gòu),并描述了軟件系統(tǒng)功能。

關(guān)鍵詞:
plc;profibus-dp;控制

abastract:the paper introduces that the application of plc control system is dealt with coil packing line in metallurgy enterprise and analysed the software and hardware structure of system. describing software system function.
keywords:plc;profibus-dp;control;

0.引言
寶鋼1800冷軋廠設(shè)置兩條半自動(dòng)化包裝機(jī)組(pl),一條用于冷軋成品鋼卷的包裝,設(shè)置在冷軋成品庫內(nèi),與連續(xù)退火機(jī)組(cal)出口步進(jìn)梁的最后一個(gè)卷位相連接;一條用于1#和2#熱鍍鋅機(jī)組(cgl)成品鋼卷的包裝,設(shè)置在熱鍍鋅成品庫內(nèi),與2#熱鍍鋅機(jī)組出口步進(jìn)梁的最后一個(gè)卷位相連接,并可接受從1#熱鍍鋅機(jī)組吊運(yùn)來的成品鋼卷。兩條包裝機(jī)組都能接收前道機(jī)組送來的鋼卷進(jìn)行包裝后再由吊車直接吊走至成品庫。

1. 控制對象
包裝機(jī)組機(jī)械設(shè)備主要由步進(jìn)梁、地輥、固定鞍座、提升小車、防銹紙存放架、打捆設(shè)備、液壓站等組成。其中電氣控制對象有:液壓站、步進(jìn)梁、旋轉(zhuǎn)鞍座、地輥、送紙機(jī)、提升小車、排水泵。

2. 系統(tǒng)配置
控制系統(tǒng)硬件組態(tài)見下圖:


控制系統(tǒng)硬件配置如下:
plc: ps 407 10a 1塊
cpu 416-2 1塊
di sm421 1塊
do sm422 1塊
et1.1:im153-1 1塊
di sm321 4塊
do sm322 2塊
et1.2:im153-1 1塊
di sm321 2塊
do sm322 3塊
ao sm332 3塊
et200m是一種模塊化的分布式i/o站,采用profibus-dp現(xiàn)場總線把et1.1和et1.2與plc主站cpu連接。

3. 控制功能描述
在本系統(tǒng)中s7-400 plc主要用來實(shí)現(xiàn):
1> 編碼器定位控制
2> 電液比例閥控制
3> 與主機(jī)組連鎖信號控制
4> 現(xiàn)場接近開關(guān)和光電開關(guān)的i/o信號檢測與控制
5> 液壓站、送紙機(jī)、提升小車、地坑排水泵控制

  在包裝機(jī)組中用到了2個(gè)fvs58n-011k2r3gn-0013單圈絕對值型編碼器,該編碼器具有13位數(shù)據(jù)位,格雷碼輸出。用來檢測旋轉(zhuǎn)鞍座的旋轉(zhuǎn)信號,實(shí)現(xiàn)2個(gè)旋轉(zhuǎn)鞍座的精確定位。格雷碼轉(zhuǎn)換功能是實(shí)現(xiàn)將格雷碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),變于程序控制。

  通過sm332 ao(模擬量輸出)模塊實(shí)現(xiàn)電液比例閥調(diào)速的控制,用來控制步進(jìn)梁升降和平移、地輥旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)鞍座旋轉(zhuǎn)、提升小車升降和平移的緩起緩?fù):途_定位。電液比例閥控制功能是依據(jù)模擬量輸出按照線性函數(shù)關(guān)系來控制電液比例閥的輸出控制步進(jìn)梁等設(shè)備地緩起緩?fù)#饶軌虮Wo(hù)設(shè)備的長久使用,同時(shí)避免由于到位直接停止,形成的沖擊造成可能存在的潛在危險(xiǎn)。

4. 軟件功能說明
  plc的軟件共分為9個(gè)模塊,分別為主程序塊、液壓站控制程序、送紙機(jī)和排水泵控制程序、步進(jìn)梁自動(dòng)控制程序、步進(jìn)梁手動(dòng)控制程序、提升小車控制程序、旋轉(zhuǎn)鞍座控制程序、地輥控制程序、與主機(jī)組連鎖信號控制程序。

4.1主程序塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊程序在條件滿足時(shí)調(diào)用。
4.2液壓站控制程序模塊用來控制整個(gè)液壓泵站。
4.2.1液壓泵主電動(dòng)機(jī)(各用于驅(qū)動(dòng)一臺主油泵):4臺,三用一備,可任意切換。

運(yùn)行連鎖條件:輔助液壓泵開啟
mcc(斷路器、熱繼電器或多功能保護(hù)器)無電氣故障
油泵吸油管閥門開啟
油箱液位高于過低液位
油箱溫度高于過低油溫
油箱過高油溫不超過15分鐘
系統(tǒng)油壓高或低不超過15秒
急停信號無
4.2.2輔助油泵電動(dòng)機(jī):1臺,用于驅(qū)動(dòng)一臺循環(huán)過濾泵。
連鎖條件:油泵吸油管閥門開啟
油箱溫度低于過低油溫
4.2.3水電磁閥:1臺,用于控制冷卻水通斷。
連鎖條件:油溫到達(dá)冷卻油溫點(diǎn)
4.2.4電磁溢流閥:4臺,用于4臺主油泵卸荷。
連鎖條件:主油泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí),溢流閥開啟,延時(shí)三秒,溢流閥關(guān)閉,電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)。
4.2.5電加熱器:1臺,用于加熱油溫。
連鎖條件:油溫低于加熱油溫點(diǎn)
4.3送紙機(jī)和排水泵控制程序,送紙機(jī)用來夾送鋼卷包裝用的防銹紙;排水泵用于步進(jìn)梁地下集水坑排水。
排水泵連鎖條件:超過高液位自動(dòng)啟泵
低于低液位自動(dòng)停泵
4.4提升小車控制程序用來控制提升小車:上升、前進(jìn)、下降、后退、急停。
4.4.1提升小車前進(jìn)
連鎖條件:步進(jìn)梁回到等待位
托卷臂上沒有鋼卷
托卷臂沒有阻攔
4.4.2提升小車后退
連鎖條件:步進(jìn)梁回到等待位
托卷臂上沒有鋼卷
4.4.3提升小車上升/下降
連鎖條件:步進(jìn)梁回到等待位
4.5旋轉(zhuǎn)鞍座控制程序通過檢測編碼器的值精確定位鞍座旋轉(zhuǎn)90度,定位精度為±1mm,實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)鞍座的緩起緩?fù):偷轿恢苿?dòng)精確定位的控制。
4.6地輥控制程序用來控制步進(jìn)梁上的

摘要:
本文主要介紹了冶金行業(yè)冷軋鋼卷包裝機(jī)組的控制系統(tǒng)及其軟硬件結(jié)構(gòu),并描述了軟件系統(tǒng)功能。

關(guān)鍵詞:
plc;profibus-dp;控制

abastract:the paper introduces that the application of plc control system is dealt with coil packing line in metallurgy enterprise and analysed the software and hardware structure of system. describing software system function.
keywords:plc;profibus-dp;control;

0.引言
寶鋼1800冷軋廠設(shè)置兩條半自動(dòng)化包裝機(jī)組(pl),一條用于冷軋成品鋼卷的包裝,設(shè)置在冷軋成品庫內(nèi),與連續(xù)退火機(jī)組(cal)出口步進(jìn)梁的最后一個(gè)卷位相連接;一條用于1#和2#熱鍍鋅機(jī)組(cgl)成品鋼卷的包裝,設(shè)置在熱鍍鋅成品庫內(nèi),與2#熱鍍鋅機(jī)組出口步進(jìn)梁的最后一個(gè)卷位相連接,并可接受從1#熱鍍鋅機(jī)組吊運(yùn)來的成品鋼卷。兩條包裝機(jī)組都能接收前道機(jī)組送來的鋼卷進(jìn)行包裝后再由吊車直接吊走至成品庫。

1. 控制對象
包裝機(jī)組機(jī)械設(shè)備主要由步進(jìn)梁、地輥、固定鞍座、提升小車、防銹紙存放架、打捆設(shè)備、液壓站等組成。其中電氣控制對象有:液壓站、步進(jìn)梁、旋轉(zhuǎn)鞍座、地輥、送紙機(jī)、提升小車、排水泵。

2. 系統(tǒng)配置
控制系統(tǒng)硬件組態(tài)見下圖:


控制系統(tǒng)硬件配置如下:
plc: ps 407 10a 1塊
cpu 416-2 1塊
di sm421 1塊
do sm422 1塊
et1.1:im153-1 1塊
di sm321 4塊
do sm322 2塊
et1.2:im153-1 1塊
di sm321 2塊
do sm322 3塊
ao sm332 3塊
et200m是一種模塊化的分布式i/o站,采用profibus-dp現(xiàn)場總線把et1.1和et1.2與plc主站cpu連接。

3. 控制功能描述
在本系統(tǒng)中s7-400 plc主要用來實(shí)現(xiàn):
1> 編碼器定位控制
2> 電液比例閥控制
3> 與主機(jī)組連鎖信號控制
4> 現(xiàn)場接近開關(guān)和光電開關(guān)的i/o信號檢測與控制
5> 液壓站、送紙機(jī)、提升小車、地坑排水泵控制

  在包裝機(jī)組中用到了2個(gè)fvs58n-011k2r3gn-0013單圈絕對值型編碼器,該編碼器具有13位數(shù)據(jù)位,格雷碼輸出。用來檢測旋轉(zhuǎn)鞍座的旋轉(zhuǎn)信號,實(shí)現(xiàn)2個(gè)旋轉(zhuǎn)鞍座的精確定位。格雷碼轉(zhuǎn)換功能是實(shí)現(xiàn)將格雷碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),變于程序控制。

  通過sm332 ao(模擬量輸出)模塊實(shí)現(xiàn)電液比例閥調(diào)速的控制,用來控制步進(jìn)梁升降和平移、地輥旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)鞍座旋轉(zhuǎn)、提升小車升降和平移的緩起緩?fù):途_定位。電液比例閥控制功能是依據(jù)模擬量輸出按照線性函數(shù)關(guān)系來控制電液比例閥的輸出控制步進(jìn)梁等設(shè)備地緩起緩?fù)#饶軌虮Wo(hù)設(shè)備的長久使用,同時(shí)避免由于到位直接停止,形成的沖擊造成可能存在的潛在危險(xiǎn)。

4. 軟件功能說明
  plc的軟件共分為9個(gè)模塊,分別為主程序塊、液壓站控制程序、送紙機(jī)和排水泵控制程序、步進(jìn)梁自動(dòng)控制程序、步進(jìn)梁手動(dòng)控制程序、提升小車控制程序、旋轉(zhuǎn)鞍座控制程序、地輥控制程序、與主機(jī)組連鎖信號控制程序。

4.1主程序塊實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊程序在條件滿足時(shí)調(diào)用。
4.2液壓站控制程序模塊用來控制整個(gè)液壓泵站。
4.2.1液壓泵主電動(dòng)機(jī)(各用于驅(qū)動(dòng)一臺主油泵):4臺,三用一備,可任意切換。

運(yùn)行連鎖條件:輔助液壓泵開啟
mcc(斷路器、熱繼電器或多功能保護(hù)器)無電氣故障
油泵吸油管閥門開啟
油箱液位高于過低液位
油箱溫度高于過低油溫
油箱過高油溫不超過15分鐘
系統(tǒng)油壓高或低不超過15秒
急停信號無
4.2.2輔助油泵電動(dòng)機(jī):1臺,用于驅(qū)動(dòng)一臺循環(huán)過濾泵。
連鎖條件:油泵吸油管閥門開啟
油箱溫度低于過低油溫
4.2.3水電磁閥:1臺,用于控制冷卻水通斷。
連鎖條件:油溫到達(dá)冷卻油溫點(diǎn)
4.2.4電磁溢流閥:4臺,用于4臺主油泵卸荷。
連鎖條件:主油泵電機(jī)啟動(dòng)時(shí),溢流閥開啟,延時(shí)三秒,溢流閥關(guān)閉,電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)。
4.2.5電加熱器:1臺,用于加熱油溫。
連鎖條件:油溫低于加熱油溫點(diǎn)
4.3送紙機(jī)和排水泵控制程序,送紙機(jī)用來夾送鋼卷包裝用的防銹紙;排水泵用于步進(jìn)梁地下集水坑排水。
排水泵連鎖條件:超過高液位自動(dòng)啟泵
低于低液位自動(dòng)停泵
4.4提升小車控制程序用來控制提升小車:上升、前進(jìn)、下降、后退、急停。
4.4.1提升小車前進(jìn)
連鎖條件:步進(jìn)梁回到等待位
托卷臂上沒有鋼卷
托卷臂沒有阻攔
4.4.2提升小車后退
連鎖條件:步進(jìn)梁回到等待位
托卷臂上沒有鋼卷
4.4.3提升小車上升/下降
連鎖條件:步進(jìn)梁回到等待位
4.5旋轉(zhuǎn)鞍座控制程序通過檢測編碼器的值精確定位鞍座旋轉(zhuǎn)90度,定位精度為±1mm,實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)鞍座的緩起緩?fù):偷轿恢苿?dòng)精確定位的控制。
4.6地輥控制程序用來控制步進(jìn)梁上的
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