无锡西门子代理商

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1 系统的硬件配置

    连铸控制系统分为三层，层为基础自动化系统（Basic Automation），简称BA.第二层为二级控制系统（Level2），第三层为管理型控制系统，称为三级控制系统。基础自动化系统由4个操作员站，2个工程师站和PDA站组成。工程师站作为服务器采集现场数据，操作员站通过远程访问来读取监控画面，实现对现场的控制。出坯区属于工艺中后一段，硬件有1个S7-400站，6个ET-200M站和14个变频器组成Profibus-DP网络。如下图1：

图1

     同时，通过工业以太网和其他工艺部分公共部分(Common),铸流部分（Strand），仪表部分（Instrument）和二冷水部分(Tcs)和机电一体品（含结晶器震动，结晶器页面控制，电磁搅拌，一次切割，二次切割，喷号机，去毛刺机等）进行通信，工业以太网的网络简图如下图2，图3：

图2

图3

2        PLC系统

出坯区的现场生产环境恶劣，高温粉尘，因此要求PLC有较高的可靠性，系统选择了西门子公司的416系列的PLC，它具有稳定的运行性能和强大的组网能力。完全能符合现场的工况。主站由电源模块、CPU、CP443-1、2块FM450-1和CP445-5和背板组成，采用AC220作为主站PLC供电电源，DC24V作为其他模块工作电源电源。

现场远程站分别负责MCC柜，辊道开关箱，液压站，辊道旁的光电开关的信号和现场操作台的按钮信号。每套系统均包括SITOP电源，IM153远程模块和相关的I/O模块组成，负责接收现场的开关量信号和模拟量信号。

变频器通过DP网络连接到系统中来，接收和反馈信号来输出动力，控制辊道的转速和方向。

3         工艺描述和实现

具体工艺如下图4：

图4

    如上图：出坯区共有辊道RT3—RT17共14组辊道，各组的辊道的辊子数目不一定相同。其中RT4为二切辊道，本组辊道上有二次切割机；RT9辊道旁有喷印机，称为喷印辊道；

   RT11,RT12为去毛刺辊道，称去毛刺辊道1，去毛刺辊道2；RT14为下线辊道，两侧分别布置有推钢机和垛板台。两组辊道之间均安装光电开关，在推钢机和垛板台上分别安装接近开关来检测推钢机的行程和垛板台上钢坯的数目。

    第三组辊道（简称RT3）接收从一次切割辊道送来的铸坯，在后续辊道RT4无铸坯时，将铸坯快速运送到RT4上，根据从铸流接收到的铸坯ID号，来确定铸坯的切割长度和块数。如下图5：

图

铸坯的切割信息通过通信发送到二次切割机上，切割机根据RT4根辊子上面的编码器计算铸坯停在本组辊道上的位置，来进行切割。切割完毕后，根据块的数目和长度来启动本组辊道的辊子数向下组辊道运送铸坯，后续有RT5,RT6,RT7,RT8四组等待辊道用来停放后续RT9喷印辊道的不能及时处理的铸坯。喷印机作为机电一体机接收从上位送来的铸坯ID号，进行喷印。喷印完毕后，喷印系统反馈一个喷印结束的信号。本组辊道启动向下组辊道送坯。送坯完毕，接收从前组辊道运来的铸坯。

RT11为去毛刺辊道，去毛刺辊道两侧有两组光电开关，通过光电开关的信号检测来确定铸坯的位置，来确定去毛刺辊的正转和反转来去铸坯的头尾的毛刺。

去毛刺结束后，铸坯通过两组等待辊道RT12和RT13进入到下线辊道，通过板坯所带的信号来确定板坯的去向。分板坯下线和板坯直送两种：板坯下线时，下线辊道根辊子上的编码器计算板坯的停止位置，使板坯的中心线和辊道的中心线重合，待辊道停止转动后，启动推钢机将板坯推至垛板台。板坯直送时，推钢机不动作，编码器信号不参与控制，板坯直接送入下一组等待辊道，再经过两组轧钢下线辊道（RT16、RT17）进入轧钢厂进行后续的加工。

4. 控制内容

        按照保证铸坯在后面的一组辊道上的控制方案进行控制，如：RT5上面有铸坯而RT6上无铸坯，则程序会自动将铸坯运送到RT6上。

       辊道上板坯的运送顺序有RT4－－-RT5－－- RT6－－-RT7－－- RT8－－－－－－－－- RT14－－-垛板台下线和RT4－－-RT5－－- RT6－－-RT7－－- RT8－－－－－－－－- RT17－－-轧钢下线两种。

系统分为自动控制和手动控制和两种控制方式相结合的控制方式。自动控制即各辊道按照工艺实现板坯的切割，喷号，去毛刺等生产工艺并自动的将板坯送到终点；手动方式就是由操作人员在后部控制室和现场设备的手动操作按钮，通过人为观测辊道运行情况手动的将铸坯送至终点的控制方式。两种方式相结合的控制方式应用在各别辊道间的光电开关失效导致铸坯信息无法自动传递的时候和特殊工艺时启用，因为辊道上铸坯的存在和信息通过光电开关来进行传递，所以本组手动不会影响后续辊道的自动运行，仍然可以节省不少人力成本。

5．软件设计

       编程软件采用PCS7 V6.0版本，分别安装在工程师站和现场的操作员站，通过CFC流程图编程，程序结构清楚，层次分明。通过TCP/IP 协议采集下设主站的信息，便于工程师站集中管理用于程序员调试，排查故障和程序的修改。

6. 结论

       这套控制系统的硬件系统采用成熟稳定S7-400系统和软件编程采用西门子结构化编程，程序结构层次清楚，便于现场熟悉工艺的程序员对程序的修改和设备的维护，上位画面实时性好，运行稳定，完全符合工艺技术指标的要求

1 项目简介
        原升降平台可将一层的货物送到二层，但一层和二层的防护门都要靠人员手工关闭，防护门是否完全关闭，不会影响升降机的运行。如果操作人员疏忽，忘记关闭防护门，或防护门没有关紧，这样就留下了安全上的隐患，整个公司有这样的升降机十多台，并且，该升降机为其生产中不可或缺的设备。而且因为这点，该公司无法通过其美国客户的安全认证，之前也有他人为该升降机做出过解决方案，但经实际测试无法满足安全性、可靠性的要求。无奈之下，客户找到我方，希望我方能为其解决该问题。

2 工艺流程介绍
        详细考察该升降平台现场，升降平台采用硬线路控制，而要实现较为复杂的安全联锁，好采用可编程控制器。其容易编程，接线简单。我们提出了如下解决方案：当升降平台位于下层时，下层的门可以打开，而此时，上层门处于被锁定状态，操作人员不能开启此门。当操作人员启动升降平台上升时，下层门自动锁紧。升降平台上升到位后，上层门自动开锁。当操作人员启动升降平台下降时，上层门自动锁紧。升降平台下降到位后，下层门自动开锁。所有电子，电气元件需要跟外界环境隔离（车间空气含有酸气），执行元件不能直接装在地面。平台到达上或下层时门关启灵活，如果在运行过程中，上层门或下层门中任一个开启，则升降机停止运行。
 

       图一、升降机上升过程流程图
升降机下降过程与之类似，所以不在此处赘述。

3 方案确定及产品硬件配置
       经过反复权衡比较，终选用西门子LOGO!控制器作为该系统的可编程控制器，其体积小，性能稳定，价格便宜，编程方便。而且在该系统中，LOGO!控制器点数也正好够用，大限度上避免了投资的浪费。通过输出点串、并连升降机的停止、启动按钮，达到控制升降机的目的。并将上、下限位开关、门限位开关信号接入LOGO!输入点。
        门控锁定采用直线电机来控制，LOGO！控制器通过控制直线的正反转，使得电机中轴的伸出和缩回。该轴相当于门的“锁销”。轴伸出，则锁紧“锁销”，操作人员是无法打开门的，当升降机到位后，“锁销”缩回，则门可自由打开。

4 软件开发
对项目中的数字量模拟量I/O分配以表格的形式进行说明。

表格1.系统I/O表
I1 1楼门关到位
I2 2楼门关到位
I3 锁销伸出到位
I4 锁销缩回到位
Q1 锁销缩回
Q2 锁销伸出
Q3 急停
 
程序片段：
 

        在升降机升到位后，“锁销”自动缩回，并且自动生成一个延时信号，通过控制急停（急停采用串接原升降机停止常闭线路控制），达到断开停止升降机继续上升的目的。由于上升限位的开关安装位置不一定合适，其升降机需要停止的位置可能比上限位位置要高。在调试过程中，通过调整T1的延时时间值可以达到调整升降机的停止位置，方便工人推车上下。

5 应用体会
         经过长达一年的使用，该系统赢得了客户的赞誉，并成功通过了其美国客户的安全认证。有力的保障操作人员的生产安全。并且在使用器件，西门子LOGO!控制器表现稳定，其车间现场具有湿度大，酸性强等特点，但迄今为止，LOGO!控制器在这十几个车间中无一出现故障，体现了西门子产品一贯的高品质