西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8保内产品
1 引言
可编程控制器(简称PLC)以其强大的功能、很高的可靠性、抗干扰性、编程简单、使用方便、体积小巧等优点，在工业陶瓷生产过程控制中得到了普遍使用。但是当陶瓷生产工艺发生变化或有特殊要求以及生产过程出现新问题时，PLC控制系统或编程方案就应作相应的改变和优化。本文就一条年产100万m2釉面砖生产线关键设备之一的PLC自动入坯控制系统的改造，作以探讨。
2 入坯工艺流程简介
如图1所示，图1中:M1、M2为皮带电机，M4、 M5为辊台为电机，G1-G6为光电检测管，YV1为电磁阀，BX1为操作盒。当施釉线或素坯线的坯体经M1电机的传送带送至光电检测管G1位置时，G1动作，M2电机转动，由其传送带将坯体向窑前的辊台上传送，若G1处无坯体时，M2则停止;当坯体送至G2时，M1停止，送至G3时M2停止，同时电磁阀YV1得电，M2的皮带支撑架下落，坯体由窑前的辊台变速电机M4、M5驱动，由辊子传动送向窑内;至G4时，YV1失电，皮带被升起，M1电机启动，重复上述过程。
图1 入坯工艺流程
3 存在的问题与改进
原控制系统的梯形图如图2所示。采用了OMRON SP10小型机，从试运行几个月的情况来看，该机可靠性高，基本能满足使用要求。但从生产工艺、控制方式以及实际使用过程来看，其控制系统还存在下述缺陷。
图2 坯体排列监控图
3.1 生产工艺方面
该单层辊道窑既可作为产品的釉烧，又可作为素烧。当作为素烧时，传送带上的坯体是素坯，机械强度低于釉坯，工艺要求无碰伤等;当作为釉烧时，工艺上还要求严禁坯体层叠等。因此在传送过程中，应运行平稳，衔接处过渡自然，皮带升降缓慢。这些要求可以从调整传送带和对电机的控制方式(如采用变频调速)、以及对电磁阀的改造来解决。但是由电机M4、M5控制的辊台辊子，由于长期工作在较高的温度环境下，不可避免地会产生弯曲变形等，使入窑坯体排列紊乱，甚至层叠粘连而产生废品。通常这一现象由人工来监控，费时费力，笔者在图1中增加了两个光电检测管G5、G6，与报警电路及PLC相连，成功地实现了自动监控，如图2所示。
3.2 控制方面
(1) PLC自停故障
该机在试运行时，时常出现停机现象。究其原因主要是环境温度太高，导致PLC自动保护系统动作所致。工业陶瓷窑炉的环境温度高，是一个很普遍的问题。却未引起设计者的足够重视，PLC控制柜虽然距辊道窑低温段有一定距离，但PC机与控制电机的磁力等电气元件，同时被控制面板封在一个较小的空间内，且柜内无风扇，散热不良。夏季环境温度的升高，加之生产车间通风条件有限，导致PC机停机频繁。当增设柜内风扇后，再无停机现象。
(2) 急停按钮的设置问题
原系统急停按钮SB3设置在控制柜上，不便于实现两地控制，常造成半成品的大量损坏。因此在图1上增加按钮盒BX1,与施釉线急停按钮及SB3串联，使停机、开机方便自如。
图3 原梯形图
(3) 电机M2频繁点动影响寿命
本生产线未设置大型储坯器，当坯体供应不连续时，电机M2的等待时间太短，频繁启动而发热，曾烧坏一台。其问题出在编程上，从原梯形可以看出(如图3所示)，G1处一有坯体M2便动作一次。应改为若坯体到达G2处，且G1处有坯体时，停M1;否则M1继续转动，使坯体供应连续。
(4) 控制系统的进一步优化
原系统电磁阀YV1是通过中间继电器KA1来控制的。现已去掉KA1，直接由PC控制。
从图1可以看出，光电检测管G4控制M2传送带支撑架的升降，若坯体排队不整齐时，有的坯体先到达G4处，有的还未完全脱离M2传送带，而支撑架却开始升起，损坏坯体。且G4一旦失灵，将造成整个系统的混乱。去掉G4，由PC内部时间继电器代替，不但节省费用、调节方便，而且增加了系统的可靠性。
4 改进后系统的编程
改进后的梯形图如图4所示。
图4 改进后的梯形图
5 结束语
经多年的实际运行证明，改进后的控制系统稳定可靠、合理，提高了生产效率。因此笔者体会到，只有熟练掌握PLC的特点及其应用方法，并且熟悉具体的生产实际情况，才能充分发挥PLC的优势，使之很好的服务于工业生
1 引言
现代物流是大限度地优化从制造商到消费者之间的运输和运输流动信息的分配，是利用先进的技术和能力尽可能地减少商品库存，降低运输费用，加快交货时间并提高客户服务水平。加盟WTO后，我国商品分销、配送服务市场将逐步扩大开放的领域和范围。而物流是企业发展的关键问题，物流会影响企业总体的生存和发展。在2000年物流成本占国内国民经济生产总值(GDP)的16.7%，而美国仅为10%以下。尤其是企业的物流设备水平与发达国家之间存在着巨大的差距，主要表现为，运输效率低，物流过程浪费惊人。我们知道，差距就是潜力和发展空间，因此，提高物流设备化水平，已成为当务之急。自动配料车是物流体系中运输分配的重要组成部分，它是能自动地存储和取出物料的系统。
2 自动配料系统工艺生产控制
自动配料装车控制系统如图1所示，其工艺流程控制要求如下:
(1) 初始状态
红灯L1灭，绿灯L2亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口YV2关闭，电动机M1、M2和M3均为OFF。
(2) 装车控制
·在进料时，若料斗中物料不满。料位传感器S1为OFF，5S后进料阀YV1开启进料;当料斗中物料满后,料位传感器S1为ON，则停止进料。
·装车过程中，当汽车开进到装车位置时，限位开关SQ1为ON,红色信号灯L1亮，绿色信号灯L2灭;同时启动电动机M3，经过2S后启动电动机M2，再经2S后后启动M1，再经过2S后才打开出料阀，YV2为ON，物料经料斗出料。
图1 自动配料车工艺流程示意图
当车装满了时，限位开关SQ2为OFF，YV2使料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，同时红灯L1灭，绿灯L2亮，表明汽车可以开走。
(3) 停机控制
按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个控制系统终止运行。
3 系统硬件设计
为了提高自动控制系统的可靠性和设备的工作效率，系统选用MITSUBISHI的 FX2-32MR型PLC作为控制器，根据自动配料装车控制的要求，设计的I/O配置及接线如图2所示。
图2 I/O配置及接线图
考虑到车在位指示信号和红灯信号的同步性，输出点Y10～Y17还要用于计数输出，为了节省输出点。选用一个输出点Y2去驱动红灯L1和车在位信号D1。电动机M1～M3，通过接触器KM1～KM3控制;为了方便操作人员监控，也可以采用信号灯显示出电动机的运行状态。
4 程序软件设计
用基本逻辑指令编程自动配料装车控制系统中，进料阀YV1受料位传感器S1的控制，S1无监测信号，表明料不满，经5S后进料;S1有监测信号，表明料已满，中止进料。配料系统的启动，可以通过台秤下面的限位开关SQ1实现。当汽车开进装车位置时，在其自重作用下，接通SQ1，配料系统启动;当车装到吨位时，限位开关SQ2断开，停止配料。 用基本逻辑指令设计的自动配料装车控制系统的梯形图如图3所示。
图3 自动配料装车控制系统的梯形图
经分析可知，本系统是一个按一定顺序动作的控制过程，采用可使每一工步严格按顺序动作，另外若用步进指令编程更为方便。
5 结束语
由于PLC引入，替代较复杂的继电-接触器控制。在保证工艺控制要求的情况下，大大的提高了生产效率，改善了设备的电气性能，提高了设备的自动化水平。该系统具有操作简单、可靠性高、工艺参数修改方便的特点，同时还克服了手动操作所带来的一些人为干扰因素。在生产规模较大的场合，还可以将多台由PLC控制的设备与上位计算机联网，实现“集中管理、分散控制”，在现代工业控制中，将具有广阔的应用前景，取得了良好的经济效益和社会效益。
引言
莱钢中小型轧钢生产线于97年建成投产，主要生产圆钢、弹簧扁钢、槽钢和螺纹钢。水冷系统用于棒材温度控制。轧制过程中必须控制棒材温度，特别是冷床入口处，根据冷却参数可改变钢材特性。为此，在冷床入口处安装水箱，使棒材的温度维持在设定的范围内。该生产线PLC控制系统由ABB公司提供，其水冷线系统采用ABB MasterPiece 200/1 PLC控制系统，实现了轧制过程中棒材的温度控制。
2 系统组成
基础自动化系统采用ABB公司的RMC200轧钢控制系统，它是一个开放型集散控制系统，由一套MP200/1过程站和一套AS520操作员站组成。过程站由一个CPU机架带一个I/O机架组成，CPU机架上安装了CPU模板DSPC172、内存模板B176、16通道的DSAI130、8通道的DSAO120以及32通道的DI/DO模板，通过通讯模板DSCS140连接到MasterBus300总线上，与其它过程站进行通讯，I/O机架由总线扩展模块DSBC172实现总线扩展。
操作员站采用HP-UNIX工作站，并通过实时加速器板连接到MasterBus300的冗余接口，通过它操作人员可直接对现场水冷设备进行监控，主要功能有:(1)水冷系统的自动/手动的启停(2)棒材终温度值TSET2数据设定和实时监控(3)事件与报警清单的显示与打印等。水冷系统的主要画面有启动画面、设定画面、维护画面、事件画面和报警画面。系统配置图如图1所示。
3 软件实现
该系统控制程序使用AMPL(ABB MasterPiece Language)编制，实现了结构化程序设计。工业控制程序往往功能繁多，该语言根据工业控制要求，将编程元素设计成一个个图形功能块，称为PC元素。PC元素内有三种结构类元素PCPGM、CONTRM和FUNCM，PCPGM是程序结构的高层，旨在完成一个完整的控制功能，一个PCPGM下允许一个或几个CONTRM，而一个CONTRM下又可包含一个或几个FUNCM，从而使整个程序结构呈阶梯状，实现了结构化设计。
另外，在CPU内还有一个实时数据库，它的作用是存储数据和在程序间传递数据。数据库内的元素称为DB元素，这些元素包括过程站所使用的的I/O模板和信号及程序中产生的其它数据信息。
4 控制功能
4.1 工艺设备
中小型的水冷系统的每个水箱由冷却元件组成，使用冷却元件的数量根据钢材直径、温降和轧制速度确定。调节系统通过调节比例阀的开口来控制水流量的大小，进一步控制钢材温度。钢材温度由水箱入口和出口处的高温计检测。控制系统根据不同的产品轧制表可以增减水箱。水冷线共有两条供水管道，四个流量调节阀(每个生产线两个)，两条管道水流量的检测由日本横河AE100/200M电磁流量变送器检测，水压检测为1151电容式压力变送器，钢材温度由高温计检测:
(1) 1线:1个旁通手动流量控制阀门和1个自动流量控制阀门可控制水流量300-600m3/h
(2) 2线:1个旁通手动流量控制阀门和1个自动流量控制阀门可控制水流量100-300m3/h
当冷却系统需要一个高于300m3/h的水流量时，2线流量阀开启，2线并入1线。如果在操作过程中，调节阀全部打开，并且在一段延时之后水冷线出口钢材未达到钢材设定温度，监控系统就会通过报警系统发出信号，提醒操作人员及时作出处理。图2为轧机水冷系统的设备布置图。
4.2 主要控制功能
(1) 本地和远程控制功能
水冷线系统具有本地和远程2种控制方式。供水管道旁都设有一个机旁操作箱，可在现场手动控制水冷线各水泵的启动停止，其控制功能包括:远程/就地选择，水泵备用选择，水泵的启动/停止，报警指示灯等。
在远程控制方式下，操作人员通过AS520操作站启动各个管路水泵。水冷线正常情况下一台水泵工作，另一台备用，水泵工作时正常的管路压力应保持在130bar左右。图3为水冷段参数设定画面。
操作人员根据轧制工艺可设置管路水流量，控制系统通过调节管路比例阀的开口来控制水流量的大小，进一步控制钢材温度。水冷线出口钢材温度若达不到设定温度，会报警提醒操作人员。
(2) 备用泵的自动切换
当工作水泵由于自身故障停止工作时，或当水流量低于300m3/h时，备用水泵必须立刻启动起来，以确保生产顺利进行。在程序中，以工作水泵运行信号的负脉冲或水流量低作为备用泵启动的触发信号，实现了备用泵的自动切换，从而大大加强了系统稳定性和工作质量。
5 应用效果
该系统自97年底投运以来，运行可靠、稳定，大大提高了其工作效率，使轧出来的轧材的质量合乎规格要求，特别注意的是，流量变送器应定期校零点，这样才不会造成水流量检测有误，影响钢材质量，才能满足正常生产的要求，保证了轧钢生产
