基于PLC的连铸切割机控制系统研究

关磊

摘 要：可编程控制器简称为PLC，属于控制系统的核心装置，具备极强的功能，性能稳定，因此被广泛应用于工业自动化成产的系列中，取得的控制效果也令人满意。文章将介绍三菱Q系列PLC系统，该系统已经取得领先的应用，是世界领先的可编程控制器之一。文章探讨怎么样升级现有的控制系统所具有的性能，进而创建出一种分布式控制系统，并使得这个系统能够满足当前现代化企业生产与管理的需求。

关键词：PLC连铸切割机；控制系统；控制器；安全性

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0116-02

连铸切割机是指需要对连续浇铸的钢坯进行切割。完成这个操作需要注意的问题是：①切割过程中，被切割的钢坯会一直处于向前移动的状态，只有切割枪与钢坯同时向前移动，保持同步，才可进行有效操作和控制。②需要进行连续浇铸的钢坯进行长度测量，掌握可供切割。本文针对这两个问题研制了PLC的连铸切割机控制系统，希望能够为类似的切割系统提供参考。

1 PLC的优点

具有自身优势的PLC长时间被应用于工业自动化的控制的核心领域，实现了十分可靠的控制操作。具有以下突出的优势。

1.1 可靠性高，适应性强

工业生产对控制设备具有较高的要求，尤其是安全和可靠。PLC是采用微电子进行控制，同时采取一系列的屏蔽硬件进行抗干扰，包括屏蔽、滤波、集中输出、集中取样、光电隔离等举措，增强了设备的抗干扰能力，更适用于环境比较恶劣的工作场合。通常，当PLC无故障时，可连续工作5万h。除此外，PLC还具有灵活的自我修复功能，可以及时自动查找故障，诊断出PLC系统的硬件故障，其判断速度迅速、准确率高，有效保障了故障现场。

1.2 操作简易

PLC系统使用的编程语言为简单易懂的梯形语言，该语言形式主要通过点、线来表达，这与继电器控制线路答案表达具有相似性，操作起来比较简单，容易被该类工程的技术人员认可和接受。

1.3 适用范围广

该系统的适用范围广泛，其主要技术领域涵盖了多个方面，如生产过程的监控和管理、生产的顺序调控、位置和过程控制、以及工业局域网络等方面。

2 标特缺失

2.1 连铸切割机系统结构

连铸切割机系统具有能够连续的从连铸机所拉出的钢坯切割成为规定尺寸钢坯的重要功能，从而实现更好更方便的输送与吊运，连铸切割机系统的结构图如图1所示。

在前面提到的第一个问题中，连铸切割机的切割系统通常安装在大型车架上，在需要切割时将其降下来，压在钢坯的上方。钢坯和大车机架两者之间会有相当程度的摩擦阻力产生，钢坯的拖动可将大车机架一起带动并向前位移，形成一定的连续性位移。使用完毕后，升起大车机架，将其与钢坯分开，并在电机的作用下驱动大车实现前后的位移。

在前面的第二个问题中，连铸切割机安装了2个绝对值式的编码。第一个为MR-1，第二个为MR-2。MR-1的数值可以直接反映出大车机架所在的具体位置，不管是大车机架位置的变化是在什么样的动力下驱使的，MR-1的计数数值都会相应地变化，计数范围通常在0-9999内；MR-2的数值变化由钢坯的移动产生，并且随着它的变化而发生变化，其计数范围一般都在0-1024内。

2.2 连铸切割机控制系统的硬件配置

所选择的连铸切割机在其操控方式与系统运行的过程中，要按照其配置所具有的相关要求，通过采用三菱公司所生产的Q系列PLC与A985GTo组合而成的连铸切割机控制系统。三菱系列的硬件系统具有显著的优点，是当今世界领先的可编程控制器之一，其运算速度快，体积小，具有较高的性能，给控制系统在将来的扩展中创造良好的发展条件。三菱公司所生产的A985GoT触摸屏，和Q系列PLC两者之间运用公司内部的总线连接，其传输的速率极其快捷，通过触摸屏的使用，在一定程度上实现即时观测连铸切割机在运行时所具备的功能。

3 连铸切割机控制系统的软件配置

3.1 MR-1、MR-2的数据处理方式

MR-1的数据处理方式为绝对值式的编码器读数，其数值随着工作状态的改变而改变。当数值为0时，大车机架无任何操作；当机架处于切割状态时，MR-1的数据增大，大车机架向前位移。当切割完成之后，大车机架要返回原点，MR-1数值就会减小。当系统处于正常运行状态的时候，只有在切割时，才会使大车机架向前位移。大车机架的位移距离通常小于10 000 m，主要原因在于切割的时间较短，且钢坯位移的速度比较慢。在进行钢坯长度测量的时候，用loom来作为MR-2数据的处理方式。每一次到达采样周期的时间之后，就要把MR-2计数值存到数据资料寄存器D60中，来作为本次的采样周期所形成的数据，同时要减去上一次采样周期的数值，将结果存入数据数据寄存器D62内。如果得到的数据差为正值。如果是正数.就要把D62和D63相加，把得到的总和存入到D63中，D63中所存放的数值就是所测得钢坯长度的数值。如果是负值，就要把D62和常数1024加起来，得到的和就存到D62中，接着再把D62和D63加起来，得到的总和存到D63中。最后把D60中的数值存到D61中。

3.2 连铸切割机的自动切头的工作原理

连铸切割机自动切头的方式主要指的是在开始运行系统的时候，要把钢坯头部小段的不均匀钢坯清理掉，一旦钢坯移动到了MR-2之后，MR-2久开始计数，同时经过数据的处理，D63内的数值就是流出钢坯测得的长度。当D63中的数值与L1加L2加D66再减L3相等之后，系统就开始发出预压的信号，这时候就要把大车机架降到预压的区域。当D63中的数值与Ll加L2加D66相等的时候，就要发出压紧的命令，同时大车机架就再次下降到压在钢坯的上方位置。这时，1割枪与2切割枪从相对接的方向开始切割，大车机架要随着钢坯的移动而向前移动到对点的位置，MR-1就可以开始计数。一旦两枪相遇，传感器开始有动作时，1切割枪立即停止切割，并停在原地，2切割枪也停止切割，返回原切割枪的地点。当看到MR-1计数值已经反映出大车机架处与切头台车位置的时候，l切割枪就要重新再向前切割，一直到切割完成，发出压紧的命令。这时候大车机架就要再一次下降到钢坯上，并且压在其上方，同时1切割枪与2切割枪从相对接的方向开始切割，大车机架同时随着粉俐坯的移动而向前移动，MR-1就开始计数。一旦两枪相遇，传感器开始有动作时，2切割枪立即停止切割，返回原切割的地点，1切割枪还要继续的向前切割，一直连续切割完毕后停止工作。

4 结 语

经实践证明，PLC系统操作起来可靠性高，自动或者受手动切换十分简单、灵活，被广大用户所接受，得到了广大用户的好评。为不断完善PLC的功能，还需要工作人员在日常的生产中不断积累经验，为PLC系统的完善创造更好的条件。希望本文能够为类似的连铸切割系统提供一定的参考价值。

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