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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