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[摘 要]针对冷床后部收集速度慢，工作量大等问题，在原来PLC控制系统中扩展远程站，现场加装光电开关等方式使钢材的收集实现自动控制。
[关键词]远程站 光电开关 定尺挡板
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0224-01
1 背景
该车间冷床后部收集区域控制系统采用的是传统接触器控制，控制方法单一，而且全部是手动操作，控制系统落后，故障率高，检修更换时间比较长，自动化水平低，无法实现区域的自动控制以及相关操作连锁控制，造成工人劳动强度比较高，一旦操作失误将会产生热停工时或设备损坏，因此此次技术改造旨在提高后部收集自动化程度，提高收集效率和质量，节约人力资源，降低劳动强度，达到低成本、高效率、高质量生产，最大限度提高产品市场竞争力。
2 目标方案提出
改造后部收集区域的自动控制系统，在后部收集区域实现自动控制及相关操作连锁控制，提高收集区的自动控制水平，采用冷床区PLC控制系统，通过PROFIBUS-DP扩展两个ET200M远程站作为后部收集区域的信号的输入及输出控制，完成收集区自动控制的网络。
2.1 技术方案实施
此控制系统的控制核心是S7-400PLC，ET200M远程控制站通过PROFIBUS-DP网络与PLC完成通讯，监控画面是采用OP277操作面板，通过以太网与PLC进行通信。PLC主要通过编程完成本系统的控制功能，ET200M远程站主要用于现场各种信号接收与发送，OP277操作面板主要用于现场各种参数的设置与修改。系统配置如图1：
2.2 自动控制实现
剪前部分控制主要作用于布料运输链，实现布料运输链自动计数，当钢从冷床齿条上下来到布料上时，先经过计数装置，正常计数是布料运输链走1小步，当达到设定支数后，走1大步，让出空间便于移钢小车托钢。
剪后辊道及挡板控制主要作用于剪后4段辊道、各个挡板以及剪后平托的启动，在每段辊道上都安装有光电开关传感器，其主要过程描述如下：当钢1#光电开关检测有钢时，操作工对冷剪进行剪切操作。剪切完成后，且2段辊道上面没有钢时（2#光电开关无信号），定尺挡板自动落下，同时启动1段和2段辊道，将钢送出到2段辊道上，当钢尾离开1#光电开关时，延时，定尺挡板落下， 若钢在1#光电开关位置，且2段辊道上面有钢时（2#光电开关有信号）时，定尺挡板落下，处于等待状态，当2段辊道上的钢送出后（即2#光电开关没有信号），同时启动1段和2段辊道，执行完成本段剩余动作；当钢到达2#光电开关，且3段辊道上面没有钢时（3#光电开关无信号），2#挡板落下，同时启动2段和3段辊道，将钢送出到3段辊道上，当钢尾离开2#光电开关时，延时，2#挡板升起；若当钢到达2#光电开关，3段辊道上面有钢时（3#光电开关有信号）时，延时，停止2段辊道， 2#挡板落下，处于等待状态，当3段辊道上的钢送出后，同时启动2段和3段辊道，执行完成本段剩余动作；当钢到达3#光电开关，且4段辊道上面没有钢时（4#光电开关无信号），3#挡板落下，同时启动3段和4段辊道，将钢送出到4段辊道上，当钢尾离开3#光电开关时，延时，3#挡板升起；若当钢到达3#光电开关，4段辊道上面有钢时（4#光电开关有信号）时，延时，停止3段辊道，3#挡板落下，处于等待状态，当4段辊道上的钢送出后到平台上后，同时启动3段和4段辊道，执行完成本段剩余动作；当钢经过4#光电开关，到达5#光电开关时，延时，保证钢在辊道上将对齐后，启动平托（为保证安全，4#、5#都有信号时，平托才可启动），同时停止4段辊道，将钢送出到平台上（如图2）。
电磁分离的主要作用是通过电磁吊将定尺吸住，而短尺材则通过通尺辊道输出出来的过程，主要控制对象有一、二段链条、电磁吊、通尺辊道、电磁升降阀，2段链升降阀，其主要过程如下：当通尺材到达电磁分离位置时，由操作工按下分离启动按钮，一段和二段链条停止运行，电磁吊下降，得电吸钢，延时约1S后，电磁吊上升，同时二段链条下降，将钢材放到分离辊道上，启动通尺辊道，将定尺、短尺材分离。当通尺材完成分离后，操作工按下分离停止按钮，二段链条上升，电磁吊失电，放下定尺材，同时启动一段和二段链条，将钢材送入三段链移进行计数。
点数机的点数功能与收集的自动控制是分开的，PLC系统接收来自点数机两个信号，一个是启动/停止信号，一个二段速信号，用于控制3段链的变频器控制，同时与操作台主令连锁控制，满足条件后，链条启动。
链条的运行状态将直接决定着点数的质量，一旦链条上出现堆钢现象时，可能会造成点数机计数有误，因此，对平台上的三段链条进行连锁控制，当一段链条停止时，其上一段链条必须停止；当2#链条下降时，2段链条必须停止；当1#链条不运行时，平托不能将钢从辊道上将钢托到链条上。
振动由操作台发出信号，振动槽振动。当托钢启动时，振动停止。托钢完成后，振动继续。
托钢控制由操作台发出托钢信号，当钢被放到辊道时，托钢完成，等待下次启动。当收集辊道上有钢（来自冷金属探测器信号）时，托钢叉无法启动（如图3）。
2.3 画面监控
在冷床操作台的控制台上安装一个OP277操作面板，通过以太网与PLC进行通信，采用WinCCFlexible2008进行画面的编写设计，用于剪后自动控制的各个参数的设置与修改。同时，可以实现与轧线PLC和冷床PLC的通信，可监控整个轧线各种参数。
3 实施效果
有效降低了工人的劳动强度，提高了钢材的收集速度，缩短了因为收集速度跟不上产生的热停工时，完善车间自动化控制系统水平，预留部分输入输出控制，方便实现收集区各个部分自动控制，完善的網络控制系统，为日增加自动化控制及传动控制提供了良好的接口技术，为实现后部收集区自动控制提供了基础。
4 效益分析
实现了系统自动控制，人员劳动强度大大降低，提高了收集速度，方便了电气故障的排除，将会减少电气热停工时，控制连锁功能将会更好保护生产设备。
按每天可缩短热停工时间10分钟，每年可增加生产时间约60小时，车间平均产量80t/h，吨钢效益100元，贡献率50%计算，可创造效益：
60×80×100×50%=24万元/年。
因为降低故障率，设备备件可节约20万元/年。
合计可创造效益44万元/年。
[关键词]远程站 光电开关 定尺挡板
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0224-01
1 背景
该车间冷床后部收集区域控制系统采用的是传统接触器控制，控制方法单一，而且全部是手动操作，控制系统落后，故障率高，检修更换时间比较长，自动化水平低，无法实现区域的自动控制以及相关操作连锁控制，造成工人劳动强度比较高，一旦操作失误将会产生热停工时或设备损坏，因此此次技术改造旨在提高后部收集自动化程度，提高收集效率和质量，节约人力资源，降低劳动强度，达到低成本、高效率、高质量生产，最大限度提高产品市场竞争力。
2 目标方案提出
改造后部收集区域的自动控制系统，在后部收集区域实现自动控制及相关操作连锁控制，提高收集区的自动控制水平，采用冷床区PLC控制系统，通过PROFIBUS-DP扩展两个ET200M远程站作为后部收集区域的信号的输入及输出控制，完成收集区自动控制的网络。
2.1 技术方案实施
此控制系统的控制核心是S7-400PLC，ET200M远程控制站通过PROFIBUS-DP网络与PLC完成通讯，监控画面是采用OP277操作面板，通过以太网与PLC进行通信。PLC主要通过编程完成本系统的控制功能，ET200M远程站主要用于现场各种信号接收与发送，OP277操作面板主要用于现场各种参数的设置与修改。系统配置如图1：
2.2 自动控制实现
剪前部分控制主要作用于布料运输链，实现布料运输链自动计数，当钢从冷床齿条上下来到布料上时，先经过计数装置，正常计数是布料运输链走1小步，当达到设定支数后，走1大步，让出空间便于移钢小车托钢。
剪后辊道及挡板控制主要作用于剪后4段辊道、各个挡板以及剪后平托的启动，在每段辊道上都安装有光电开关传感器，其主要过程描述如下：当钢1#光电开关检测有钢时，操作工对冷剪进行剪切操作。剪切完成后，且2段辊道上面没有钢时（2#光电开关无信号），定尺挡板自动落下，同时启动1段和2段辊道，将钢送出到2段辊道上，当钢尾离开1#光电开关时，延时，定尺挡板落下， 若钢在1#光电开关位置，且2段辊道上面有钢时（2#光电开关有信号）时，定尺挡板落下，处于等待状态，当2段辊道上的钢送出后（即2#光电开关没有信号），同时启动1段和2段辊道，执行完成本段剩余动作；当钢到达2#光电开关，且3段辊道上面没有钢时（3#光电开关无信号），2#挡板落下，同时启动2段和3段辊道，将钢送出到3段辊道上，当钢尾离开2#光电开关时，延时，2#挡板升起；若当钢到达2#光电开关，3段辊道上面有钢时（3#光电开关有信号）时，延时，停止2段辊道， 2#挡板落下，处于等待状态，当3段辊道上的钢送出后，同时启动2段和3段辊道，执行完成本段剩余动作；当钢到达3#光电开关，且4段辊道上面没有钢时（4#光电开关无信号），3#挡板落下，同时启动3段和4段辊道，将钢送出到4段辊道上，当钢尾离开3#光电开关时，延时，3#挡板升起；若当钢到达3#光电开关，4段辊道上面有钢时（4#光电开关有信号）时，延时，停止3段辊道，3#挡板落下，处于等待状态，当4段辊道上的钢送出后到平台上后，同时启动3段和4段辊道，执行完成本段剩余动作；当钢经过4#光电开关，到达5#光电开关时，延时，保证钢在辊道上将对齐后，启动平托（为保证安全，4#、5#都有信号时，平托才可启动），同时停止4段辊道，将钢送出到平台上（如图2）。
电磁分离的主要作用是通过电磁吊将定尺吸住，而短尺材则通过通尺辊道输出出来的过程，主要控制对象有一、二段链条、电磁吊、通尺辊道、电磁升降阀，2段链升降阀，其主要过程如下：当通尺材到达电磁分离位置时，由操作工按下分离启动按钮，一段和二段链条停止运行，电磁吊下降，得电吸钢，延时约1S后，电磁吊上升，同时二段链条下降，将钢材放到分离辊道上，启动通尺辊道，将定尺、短尺材分离。当通尺材完成分离后，操作工按下分离停止按钮，二段链条上升，电磁吊失电，放下定尺材，同时启动一段和二段链条，将钢材送入三段链移进行计数。
点数机的点数功能与收集的自动控制是分开的，PLC系统接收来自点数机两个信号，一个是启动/停止信号，一个二段速信号，用于控制3段链的变频器控制，同时与操作台主令连锁控制，满足条件后，链条启动。
链条的运行状态将直接决定着点数的质量，一旦链条上出现堆钢现象时，可能会造成点数机计数有误，因此，对平台上的三段链条进行连锁控制，当一段链条停止时，其上一段链条必须停止；当2#链条下降时，2段链条必须停止；当1#链条不运行时，平托不能将钢从辊道上将钢托到链条上。
振动由操作台发出信号，振动槽振动。当托钢启动时，振动停止。托钢完成后，振动继续。
托钢控制由操作台发出托钢信号，当钢被放到辊道时，托钢完成，等待下次启动。当收集辊道上有钢（来自冷金属探测器信号）时，托钢叉无法启动（如图3）。
2.3 画面监控
在冷床操作台的控制台上安装一个OP277操作面板，通过以太网与PLC进行通信，采用WinCCFlexible2008进行画面的编写设计，用于剪后自动控制的各个参数的设置与修改。同时，可以实现与轧线PLC和冷床PLC的通信，可监控整个轧线各种参数。
3 实施效果
有效降低了工人的劳动强度，提高了钢材的收集速度，缩短了因为收集速度跟不上产生的热停工时，完善车间自动化控制系统水平，预留部分输入输出控制，方便实现收集区各个部分自动控制，完善的網络控制系统，为日增加自动化控制及传动控制提供了良好的接口技术，为实现后部收集区自动控制提供了基础。
4 效益分析
实现了系统自动控制，人员劳动强度大大降低，提高了收集速度，方便了电气故障的排除，将会减少电气热停工时，控制连锁功能将会更好保护生产设备。
按每天可缩短热停工时间10分钟，每年可增加生产时间约60小时，车间平均产量80t/h，吨钢效益100元，贡献率50%计算，可创造效益：
60×80×100×50%=24万元/年。
因为降低故障率，设备备件可节约20万元/年。
合计可创造效益44万元/年。