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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。