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[摘要]：唐钢1700热轧生产线高压水除鳞控制系统选用西门子S7-300系列PLC进行编程控制，其自动化程度高，可实现纯自动运行，控制精度高，除鳞效果好，使用方便，便捷。
[关键词]：除鳞泵 自动控制 S7-300 PLC
中图分类号：TP13 文献标识码：TP 文章编号：1009-914X（2012）20- 0111 -01
唐钢1700热轧生产线共有3台高压除鳞泵为主轧线提供钢坯的除鳞，其工作流程如下：
当轧线除鳞喷射阀门开启时，高压蓄能水罐内的水喷出，为钢坯进行表面除鳞，而当高压水罐内的压力或水位不足时，高压除鳞泵进行高速运转为水罐进行水位补充，当水罐压力和水位正常后，除鳞泵转为低速运转。在电机与泵体之间，安装有一台液力耦合器，用来实现泵的高速和低速运转，而液力耦合器的低速和高速挡位，靠电磁阀控制的液压系统来实现。
其控制采用西门子S7-300系列PLC进行全程自动化控制。
PLC系统共有PLC柜一面，用来计算和控制整个泵站；ET站5个，3台泵各对应一个ET站，用来收集每台泵组的模拟量和数字量信息，另外2个ET分别是操作面板和公共ET，操作面板用来手动发出各种指令，公共ET用来收集3台泵组的公用数据；画面电脑2台，用来监控所有泵站数据。
PLC与ET之间，采用PROFIBUS通讯，PLC与电脑之间，采用TCP/IP方式通讯，通讯方式不同，可以保证电脑死机或误操作关机的情况下，不会影响整个控制系统的运行。同时，在操作面板上，有一个转换开关，有3种模式，分别是蓄能器控制模式，纯压力控制模式和直通模式。下面我们先介绍正常模式下的自动运行控制模式。
一、泵出口压力的调节。
在液力耦合器的拉杆支架上，安装有2个接近开关，分别对应耦合器的高速挡位和低速挡位，通过调节这2个开关的位置，可以实现2个挡位泵出口压力的调节，可根据实际要求和设备状况不同，随时进行压力调节。
二、高压泵升降速控制。
在高压水罐出口处，安装有一台压力传感器，其采集数据进入PLC，根据工艺要求，除鳞高压水压力应在17-19mp区间内，但是考虑到如果除鳞阀处于喷射状态时，从泵高速运行到实际除鳞压力开始升高，约有3秒延迟，所以程序中设定，当水罐出口压力小于17.5mp时，PLC高速信号发出，PLC柜内高速继电器得电，导通高速电磁阀，液力耦合器转向高速挡位，当拉杆上挡铁挡住高速位接近开关时，PLC高速信号中断，耦合器保持在高速挡位。
当水罐出口压力大于等于19mp时，PLC低速信号发出，柜内低速继电器得电，同时，低速电磁阀导通，耦合器转向低速挡位，当拉杆挡铁挡住低速位接近开关时，低速信号中断，耦合器保持在低速挡位
三、对于水罐的保护。
为了保护蓄能水罐内水过多，导致水倒灌进入与之相连的高压气罐，我们限制当水位大于2.5米时（水罐总高度的75%），PLC自动发出低速信号，而在程序编制中，低速信号优先级，高于高速信号。
当轧线除鳞喷射阀门打开，而水罐内水位过低，除鳞泵升速也不能使之升高时，会有将水罐内水喷光，从而压缩空气随之喷出，一般出现这种情况，多是管路泄露造成的，为此我们在水罐出口处安装了一个閥门，叫做最低液面阀，通过电磁阀控制，平时最低液面阀处于打开状态，当罐内水位低于0.5米时，PLC会发出指令关闭此阀门，保证水罐内水不会喷出，同时令除鳞泵停止，并通过PLC之间通讯向操作室发出报警信号，提醒检修人员进行检修。
四、对电机和泵的保护。
电机损坏的原因主要是因为长时间运转或者高负荷运转产生的高温，我们在电机的前后轴和转子内部，安装了共5个温度传感器，其数据进入PLC，当任何一个传感器温度显示超过75度时，PLC会自动发出电机停止命令。
对泵的保护除了泵体，泵轴承的温度保护外，还在每台泵的出口，安装了一个溢流阀，它的作用有2个，第一个是在泵启动时自动打开，保证泵空载启动，启动完成后自动关闭；第二个是当泵的出口压力过高，容易导致泵负荷过大而损坏时，溢流阀打开分流压力。
五、空气蓄能罐的压力控制。
空气蓄能罐储存压缩空气，其顶部与蓄能水罐联通，用来保持水罐内压力，保证除磷效，其压缩空气，由2台全自动空气压缩机提供，指令根据蓄能器出口压力变化由PLC自动发出。当压力不足时，PLC控制空压机自动运行，当压力达到要求时，空压机自动停止。
六、特殊情况下的生产保持。
这里说的特殊情况，是指高压水罐系统出现故障，必须进行检修，无法投入使用。
为了避免出现这种情况影响生产，设计时，泵出口管路分为两路，一路通向高压水罐，一路直接通向轧线除鳞喷射阀门，并各有2个电磁阀进行控制，正常的时候，通向水罐的阀门打开，通向除鳞喷射阀的阀门关闭。
当异常情况出现，操作人员只需转换操作面板上的转换开关，PLC会自动调用相应的程序进行控制。
当水罐液位系统出现故障，可选择纯压力控制，但是这种模式取消了对水罐高液位的保护，需要在人员监护下运行。
当水罐整体不能使用时，可选择直通模式，这时候，泵出口通向水罐的阀门会自动关闭，通向除鳞喷射阀的阀门会自动打开，而泵的高速低速，只采集喷射阀状态进行控制，即：喷射阀打开时，PLC自动控制泵进入高速，喷射阀关闭时，泵自动进入低速。但是这种模式对于除鳞效果有细微影响，不适合长期使用。
总结：这套系统自动化程度高，使用便捷，灵活，节约人力成本，而且由于PLC的精确控制，大大提高了除鳞的效果，自从投入以来，受到工艺人员的广泛欢迎。
参考文献：
[1]《西门子软件编程手册》 西门子公司内部刊物
[2]《WINCC6.0 组态软件》 西门子公司内部刊物
[3] 秦益霖，《西门子S7-300 PLC应用技术》电子工业出版社，2007
[4] 赵惠忠，《深入浅出西门子LOGO！》北京航空航天大学出版社，2004
[5] 高鸿斌，孔美静，赫孟合，《西门子PLC与工业控制网络应用》电子工业出版社
[关键词]：除鳞泵 自动控制 S7-300 PLC
中图分类号：TP13 文献标识码：TP 文章编号：1009-914X（2012）20- 0111 -01
唐钢1700热轧生产线共有3台高压除鳞泵为主轧线提供钢坯的除鳞，其工作流程如下：
当轧线除鳞喷射阀门开启时，高压蓄能水罐内的水喷出，为钢坯进行表面除鳞，而当高压水罐内的压力或水位不足时，高压除鳞泵进行高速运转为水罐进行水位补充，当水罐压力和水位正常后，除鳞泵转为低速运转。在电机与泵体之间，安装有一台液力耦合器，用来实现泵的高速和低速运转，而液力耦合器的低速和高速挡位，靠电磁阀控制的液压系统来实现。
其控制采用西门子S7-300系列PLC进行全程自动化控制。
PLC系统共有PLC柜一面，用来计算和控制整个泵站；ET站5个，3台泵各对应一个ET站，用来收集每台泵组的模拟量和数字量信息，另外2个ET分别是操作面板和公共ET，操作面板用来手动发出各种指令，公共ET用来收集3台泵组的公用数据；画面电脑2台，用来监控所有泵站数据。
PLC与ET之间，采用PROFIBUS通讯，PLC与电脑之间，采用TCP/IP方式通讯，通讯方式不同，可以保证电脑死机或误操作关机的情况下，不会影响整个控制系统的运行。同时，在操作面板上，有一个转换开关，有3种模式，分别是蓄能器控制模式，纯压力控制模式和直通模式。下面我们先介绍正常模式下的自动运行控制模式。
一、泵出口压力的调节。
在液力耦合器的拉杆支架上，安装有2个接近开关，分别对应耦合器的高速挡位和低速挡位，通过调节这2个开关的位置，可以实现2个挡位泵出口压力的调节，可根据实际要求和设备状况不同，随时进行压力调节。
二、高压泵升降速控制。
在高压水罐出口处，安装有一台压力传感器，其采集数据进入PLC，根据工艺要求，除鳞高压水压力应在17-19mp区间内，但是考虑到如果除鳞阀处于喷射状态时，从泵高速运行到实际除鳞压力开始升高，约有3秒延迟，所以程序中设定，当水罐出口压力小于17.5mp时，PLC高速信号发出，PLC柜内高速继电器得电，导通高速电磁阀，液力耦合器转向高速挡位，当拉杆上挡铁挡住高速位接近开关时，PLC高速信号中断，耦合器保持在高速挡位。
当水罐出口压力大于等于19mp时，PLC低速信号发出，柜内低速继电器得电，同时，低速电磁阀导通，耦合器转向低速挡位，当拉杆挡铁挡住低速位接近开关时，低速信号中断，耦合器保持在低速挡位
三、对于水罐的保护。
为了保护蓄能水罐内水过多，导致水倒灌进入与之相连的高压气罐，我们限制当水位大于2.5米时（水罐总高度的75%），PLC自动发出低速信号，而在程序编制中，低速信号优先级，高于高速信号。
当轧线除鳞喷射阀门打开，而水罐内水位过低，除鳞泵升速也不能使之升高时，会有将水罐内水喷光，从而压缩空气随之喷出，一般出现这种情况，多是管路泄露造成的，为此我们在水罐出口处安装了一个閥门，叫做最低液面阀，通过电磁阀控制，平时最低液面阀处于打开状态，当罐内水位低于0.5米时，PLC会发出指令关闭此阀门，保证水罐内水不会喷出，同时令除鳞泵停止，并通过PLC之间通讯向操作室发出报警信号，提醒检修人员进行检修。
四、对电机和泵的保护。
电机损坏的原因主要是因为长时间运转或者高负荷运转产生的高温，我们在电机的前后轴和转子内部，安装了共5个温度传感器，其数据进入PLC，当任何一个传感器温度显示超过75度时，PLC会自动发出电机停止命令。
对泵的保护除了泵体，泵轴承的温度保护外，还在每台泵的出口，安装了一个溢流阀，它的作用有2个，第一个是在泵启动时自动打开，保证泵空载启动，启动完成后自动关闭；第二个是当泵的出口压力过高，容易导致泵负荷过大而损坏时，溢流阀打开分流压力。
五、空气蓄能罐的压力控制。
空气蓄能罐储存压缩空气，其顶部与蓄能水罐联通，用来保持水罐内压力，保证除磷效，其压缩空气，由2台全自动空气压缩机提供，指令根据蓄能器出口压力变化由PLC自动发出。当压力不足时，PLC控制空压机自动运行，当压力达到要求时，空压机自动停止。
六、特殊情况下的生产保持。
这里说的特殊情况，是指高压水罐系统出现故障，必须进行检修，无法投入使用。
为了避免出现这种情况影响生产，设计时，泵出口管路分为两路，一路通向高压水罐，一路直接通向轧线除鳞喷射阀门，并各有2个电磁阀进行控制，正常的时候，通向水罐的阀门打开，通向除鳞喷射阀的阀门关闭。
当异常情况出现，操作人员只需转换操作面板上的转换开关，PLC会自动调用相应的程序进行控制。
当水罐液位系统出现故障，可选择纯压力控制，但是这种模式取消了对水罐高液位的保护，需要在人员监护下运行。
当水罐整体不能使用时，可选择直通模式，这时候，泵出口通向水罐的阀门会自动关闭，通向除鳞喷射阀的阀门会自动打开，而泵的高速低速，只采集喷射阀状态进行控制，即：喷射阀打开时，PLC自动控制泵进入高速，喷射阀关闭时，泵自动进入低速。但是这种模式对于除鳞效果有细微影响，不适合长期使用。
总结：这套系统自动化程度高，使用便捷，灵活，节约人力成本，而且由于PLC的精确控制，大大提高了除鳞的效果，自从投入以来，受到工艺人员的广泛欢迎。
参考文献：
[1]《西门子软件编程手册》 西门子公司内部刊物
[2]《WINCC6.0 组态软件》 西门子公司内部刊物
[3] 秦益霖，《西门子S7-300 PLC应用技术》电子工业出版社，2007
[4] 赵惠忠，《深入浅出西门子LOGO！》北京航空航天大学出版社，2004
[5] 高鸿斌，孔美静，赫孟合，《西门子PLC与工业控制网络应用》电子工业出版社