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基于S7-300 PLC的連鑄電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 
    
      導(dǎo)讀： 實(shí)踐證明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，安全可靠，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，為唐鋼取得良好的經(jīng)濟(jì)效益以及通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整增強(qiáng)市場競爭力提供了技術(shù)上的保障。同時(shí)也充分地表明，西門子S7-300PLC在唐鋼連鑄電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常成功的。

　　1 引言

　　提高連鑄自動(dòng)化水平，對(duì)保證鑄坯質(zhì)量、提高連鑄機(jī)的勞動(dòng)生產(chǎn)率、增加連鑄機(jī)的金屬收得率起著至關(guān)重要的作用。為了提高產(chǎn)品的市場競爭力以及與世界接軌，某煉鋼廠于1999年新上兩臺(tái)8流方坯連鑄機(jī)。這種連鑄機(jī)一次可拉出8條鋼坯，成材率高，是世界冶金生產(chǎn)的發(fā)展方向。由于該連鑄機(jī)流數(shù)多，設(shè)計(jì)拉速高，生產(chǎn)場地狹小，如果由人工手動(dòng)控制生產(chǎn)流程，容易造成鑄坯輸送不暢，這一問題在短鑄坯生產(chǎn)中尤為嚴(yán)重。因此，在連鑄生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制非常重要。

　　2 控制對(duì)象及控制任務(wù)

　　連鑄電氣控制系統(tǒng)由公用PLC和流用PLC兩部分組成。公用PLC的控制對(duì)象包括拉矯液壓站、推鋼機(jī)及步進(jìn)式翻轉(zhuǎn)冷床。其中，拉矯液壓站的控制包括油泵啟/?？刂啤㈦姶乓缌鏖y得電/失電控制、油箱油溫控制以及液位高低限和油泵起動(dòng)故障的聲光報(bào)警；對(duì)于推鋼機(jī)及步進(jìn)式翻轉(zhuǎn)冷床，主要是控制推鋼機(jī)的前進(jìn)/退回及冷床的正反轉(zhuǎn)及啟/停動(dòng)作。流用PLC的控制對(duì)象為引錠桿、火焰切割機(jī)、輥道及翻鋼機(jī)，主要控制自動(dòng)送引錠過程、切割機(jī)全自動(dòng)/半自動(dòng)切割、輸送輥道啟動(dòng)/停止、翻鋼機(jī)翻起/退回以及翻鋼活動(dòng)擋板的升/降動(dòng)作等。

　　3 控制系統(tǒng)的硬件組成

　　連鑄電氣控制系統(tǒng)的上位機(jī)采用兩臺(tái)研華工控機(jī)，下位機(jī)采用18套西門子S7-300PLC，分別完成兩臺(tái)連鑄機(jī)公用設(shè)備和流用設(shè)備的控制任務(wù)。

　　公用PLC采用CP314中央處理單元，由接口模板IM360和IM361實(shí)現(xiàn)中央機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架之間的數(shù)據(jù)傳送，由CP342-5通訊模板建立S7-300PLC與Profibus-S7網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接。I/O模塊為9塊SM321-1FF數(shù)字輸入模塊及6塊SM322-1HF數(shù)字量輸出模塊。流用PLC設(shè)計(jì)為一套PLC單獨(dú)控制一流生產(chǎn)設(shè)備，其構(gòu)成與公用PLC的不同之處在于：(1)流用PLC使用2個(gè)擴(kuò)展機(jī)架；(2)I/O模塊為10塊SM321-1FF、1塊SM321-1BH和9塊SM322-1HF。

　　4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)策略

　　4.1拉矯液壓站

　　拉矯液壓站為自動(dòng)工作方式時(shí)，首先進(jìn)行工作油泵的選擇。當(dāng)系統(tǒng)壓力≤5.5Mpa時(shí)，工作油泵啟動(dòng)，經(jīng)過1分鐘延時(shí)后相應(yīng)的電磁閥得電，油泵向系統(tǒng)供油；當(dāng)系統(tǒng)壓力≥7Mpa時(shí)，電磁閥失電，油泵停止供油。為了保障異常狀況時(shí)的設(shè)備安全，在油泵和電磁閥的控制回路中串入了油箱液位低限信號(hào)，以保證在管路嚴(yán)重泄漏而造成低液位報(bào)警時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間后系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉油泵和電磁閥。此時(shí)，不但在拉矯液壓站進(jìn)行聲光報(bào)警，而且相應(yīng)的報(bào)警信息也將顯示在上位機(jī)的監(jiān)控畫面中。