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摘要： 介绍了步序逻辑在热轧螺纹钢生产线裙板收集装置控制中的应用，其硬件由S7-300系列PLC和I/O模块，以及安装了人机界面软件WinCC的上位机构成。软件采用WinCC 6.0 和STEP-7 进行设计。应用多模光纤、Optic-Ethernet交换机来实现对裙板状态的可视化监控，详细介绍了其系统构成和软件设计。
关键词： 步序; PLC; WinCC; 裙板
中图分类号： TP20 文献标识码： A
The application of step logic in the control of apron board collecting device
of hot-rolled thread steel production line
WEN Wu
（Offshore Oil Engineering Company Limited ， Tianjin 300461，China）
Abstract： The application of step logic in apron board collecting device control of hot-rolled threaded steel production line is introduced. Its hardware is composed of S7-300 series PLC and I/O module， and the upper part of the human-machine interface software WinCC. The software is designed with WinCC 6.0 and STEP-7. Multimode optical fiber and Optic-Ethernet switch are used to realize the visual monitoring of apron board state. The system structure and software design are introduced in detail.
Key words： step logic; PLC; WinCC; apron board
1 引言
在我国冶金行业的热轧螺纹钢棒材生产线中，裙板收集装置有着广泛的应用，它是由伸缩液压缸驱动的多组联动机械设备，是冷床收集区的重要组成部分。在它上游，经飞剪切断的螺纹钢经加速辊道送入冷床收集区的输入辊道，再经过裙板的高、中、低三位升降动作，将成品钢材减速、翻入冷床进行降温。
长期以来，裙板的控制逻辑多种多样，思路并不清晰，稳定性差，经常发生成品冲出辊道或者发生追尾、交叉事故。一个高效、稳定的控制逻辑，可以大幅度提高生产效率，降低故障率，节省维护成本。本文提出的步序控制逻辑在热轧螺纹钢生产线中得到了有效验证，效果良好。
2 系统构成及工作原理
该系统的构成框图如图1所示，主控PLC采用西门子S7-400系列PLC，对裙板的现场实际位置信号进行采集，根据上游飞剪的动作指令信号，控制裙板的驱动液压缸电磁阀，实现对裙板的步序动作控制。工控上位机采用安装了WinCC6.0人机界面软件的计算机作为显示，将裙板的位置信号进行实时显示并做入历史记录。
2.1 系统的硬件组成
PLC CPU-414，通讯卡件PLC Ethernet Card Module，DP从站Master卡件 ET-200M，数字量输入卡件321、输出卡件322等。工控机上位机是装有以太网卡的计算机。
2.2 通讯方式
主控PLC通过PROFIBUS-DP网线与DP从站和I/O卡件实现通讯。主控PLC和工控上位机两者之间采用多模光纤和以太网交换机及以太网线作为通讯设备。
2.3 监控对象
系统通过采集裙板上游的飞剪剪切位信号和裙板位置（高、中、低）信号，并控制裙板的伸缩式驱动液压缸电磁阀来实现裙板的自动动作。
3 控制系统PLC编程
裙板收集装置的动作逻辑顺序为：高→低→中→高。即裙板等待位①，裙板接料位②，裙板分钢（前料减速位）③，裙板卸料位（等待位）④，以此循环往复。详见图2，裙板及辊道横切面图。
在PLC程序的步序逻辑控制，是将裙板的静止状态和运动状态都作为步序控制中的一步，将整个运动过程中的所有状态都进行编号，以达到不遗漏、逻辑顺序正確的目的。裙板在自动状态下，一旦接受指令进入步序逻辑，必将进行一个完整的动作周期后才可以进行下一个动作周期，这样就完全避免的了裙板的动作逻辑混乱可能带来的生产事故。
PLC编程逻辑框图见图3。
4 WinCC监控软件设计
本案中，采用WinCC 6.0作为上位机的监控软件，通过光纤与西门子PLC连接，实现了无缝兼容，响应速度快，并将裙板的位置状态信号和各个时间延时设置值进行了可视化、可编辑化处理，可以根据生产实际需要进行修改，且便于维护，使用简单、方便。
5 结束语
通过在PLC程序中使用步序逻辑，以及对西门子PLC和WinCC软件的应用，该套系统将热轧螺纹钢生产线裙板收集装置的控制系统进行了全新的设计，思路清晰，稳定性好，可以大幅度提高生产效率，降低故障率，节省维护成本，应用前景广阔。
收稿日期：2019-05-06
关键词： 步序; PLC; WinCC; 裙板
中图分类号： TP20 文献标识码： A
The application of step logic in the control of apron board collecting device
of hot-rolled thread steel production line
WEN Wu
（Offshore Oil Engineering Company Limited ， Tianjin 300461，China）
Abstract： The application of step logic in apron board collecting device control of hot-rolled threaded steel production line is introduced. Its hardware is composed of S7-300 series PLC and I/O module， and the upper part of the human-machine interface software WinCC. The software is designed with WinCC 6.0 and STEP-7. Multimode optical fiber and Optic-Ethernet switch are used to realize the visual monitoring of apron board state. The system structure and software design are introduced in detail.
Key words： step logic; PLC; WinCC; apron board
1 引言
在我国冶金行业的热轧螺纹钢棒材生产线中，裙板收集装置有着广泛的应用，它是由伸缩液压缸驱动的多组联动机械设备，是冷床收集区的重要组成部分。在它上游，经飞剪切断的螺纹钢经加速辊道送入冷床收集区的输入辊道，再经过裙板的高、中、低三位升降动作，将成品钢材减速、翻入冷床进行降温。
长期以来，裙板的控制逻辑多种多样，思路并不清晰，稳定性差，经常发生成品冲出辊道或者发生追尾、交叉事故。一个高效、稳定的控制逻辑，可以大幅度提高生产效率，降低故障率，节省维护成本。本文提出的步序控制逻辑在热轧螺纹钢生产线中得到了有效验证，效果良好。
2 系统构成及工作原理
该系统的构成框图如图1所示，主控PLC采用西门子S7-400系列PLC，对裙板的现场实际位置信号进行采集，根据上游飞剪的动作指令信号，控制裙板的驱动液压缸电磁阀，实现对裙板的步序动作控制。工控上位机采用安装了WinCC6.0人机界面软件的计算机作为显示，将裙板的位置信号进行实时显示并做入历史记录。
2.1 系统的硬件组成
PLC CPU-414，通讯卡件PLC Ethernet Card Module，DP从站Master卡件 ET-200M，数字量输入卡件321、输出卡件322等。工控机上位机是装有以太网卡的计算机。
2.2 通讯方式
主控PLC通过PROFIBUS-DP网线与DP从站和I/O卡件实现通讯。主控PLC和工控上位机两者之间采用多模光纤和以太网交换机及以太网线作为通讯设备。
2.3 监控对象
系统通过采集裙板上游的飞剪剪切位信号和裙板位置（高、中、低）信号，并控制裙板的伸缩式驱动液压缸电磁阀来实现裙板的自动动作。
3 控制系统PLC编程
裙板收集装置的动作逻辑顺序为：高→低→中→高。即裙板等待位①，裙板接料位②，裙板分钢（前料减速位）③，裙板卸料位（等待位）④，以此循环往复。详见图2，裙板及辊道横切面图。
在PLC程序的步序逻辑控制，是将裙板的静止状态和运动状态都作为步序控制中的一步，将整个运动过程中的所有状态都进行编号，以达到不遗漏、逻辑顺序正確的目的。裙板在自动状态下，一旦接受指令进入步序逻辑，必将进行一个完整的动作周期后才可以进行下一个动作周期，这样就完全避免的了裙板的动作逻辑混乱可能带来的生产事故。
PLC编程逻辑框图见图3。
4 WinCC监控软件设计
本案中，采用WinCC 6.0作为上位机的监控软件，通过光纤与西门子PLC连接，实现了无缝兼容，响应速度快，并将裙板的位置状态信号和各个时间延时设置值进行了可视化、可编辑化处理，可以根据生产实际需要进行修改，且便于维护，使用简单、方便。
5 结束语
通过在PLC程序中使用步序逻辑，以及对西门子PLC和WinCC软件的应用，该套系统将热轧螺纹钢生产线裙板收集装置的控制系统进行了全新的设计，思路清晰，稳定性好，可以大幅度提高生产效率，降低故障率，节省维护成本，应用前景广阔。
收稿日期：2019-05-06