西门子PLC的工程应用第1讲 西门子PLC在钢铁热轧工程收集区中的应用



西门子PLC的工程应用第1讲 西门子PLC在钢铁热轧工程收集区中的应用

浙江工商职业技术学院　李方园

1　概述

钢铁热轧是相对于钢铁冷轧而言的，冷轧是在再结晶温度以下进行的轧制，而热轧就是在再结晶温度以上进行的轧制。在热轧工程中，收集区是继粗轧、精轧后最重要的一环，它主要包括卷取、退卷、换卷等相关任务。图1所示为某热轧工程中的收集区概况。

图1　收集区概况

收集区的控制设备主要包括：卷曲机机前对中装配电机，机上辊道电机；卷曲机机前导板装配气缸，机上导尺电机、气缸；1#夹送辊压带油缸，2#夹送辊压卷油缸；1#夹送辊抬辊气缸，2#夹送辊抬辊气缸；1#夹送辊活门气缸，2#夹送辊活门气缸；1#夹送辊的辊缝调整电机，2#夹送辊的辊缝调整电机；1#卷取机卷筒涨缩液压缸，2#卷取机卷筒涨缩液压缸；1#卷取机十字推钢液压缸，2#卷取机十字推钢液压缸；1#卷取机助卷辊辊缝调整电机，2#卷取机助卷辊辊缝调整电机；1#卷取机助卷辊的四个气缸，2#卷取机助卷辊的四个气缸；1#卷取机上导板摆动液压缸，2#卷取机上导板摆动液压缸；1#卷取机卷轴支撑液压缸，2#卷取机卷轴支撑液压缸；1#卸卷小车横移液压缸，2#卸卷小车横移液压缸；1#卸卷小车升降液压缸，2#卸卷小车升降液压缸；1#卸卷小车翻转液压缸，2#卸卷小车翻转液压缸；1#液压升降台液压缸，2#液压升降台液压缸；1#液压步进梁升降液压缸，2#液压步进梁升降液压缸；1#液压步进梁横移液压缸，2#液压步进梁横移液压缸；1#液压步进梁风冷电机，2#液压步进梁风冷电机；1#液压升降台架液压缸，2#液压升降台架液压缸；成品收集链电机，液压推钢油缸；液压翻钢油缸，电动平车电机；稀油润滑站，液压站，空气压缩机站。其工作流程如图2所示。

图2　收集区工作示意

2　热轧工程收集区自动化配置

根据实际工程情况，热轧工程主要设置了多个PLC系统，主PLC均采用S7-400 CPU。其中收集区是其中的第3个PLC，并在其下设置了7个远程站，每个远程站的I/O点数如表1所示。

表1　收集区每个远程站的I/O点数配置

3　热轧工程收集区ET200M硬件配置

图3所示为热轧工程收集区的硬件配置图，它共有一个主站CPU416-2DP和7个ET200M从站。

图3　硬件配置图

图4所示为DP从站ET200M 1＃站的常规参数设置，它包括订货号6ES7153-1AA03-0XB0、从站类型ET200M、PROFIBUS地址9和诊断地址8180等信息。其他远程站的常规参数与此类似，不同的是PROFIBUS地址。

图4　1＃远程站DP从站属性

4　热轧工程收集区主程序

主程序主要是调用各个功能，具体如图5所示。

图5　主程序

这里以1#卸卷程序块FC23和运卷程序块FC25为例进行简单介绍。

（1）1#卸卷小车电控要求

该设备由卸卷小车液压升降机构、行走小车液压横移机构、行走小车液压翻转机构组成。其工作流程如下：接卷前，行走小车处于接卷等待位置，卷曲机卷轴支撑打开后，行走小车液压横移到接卷位置，液压升降液压缸动作接卷，行走小车液压横移到翻卷位置，行走小车液压翻转机构翻卷，小车液压升降机构液压缸动作远离带卷，小车液压横移机构动作到卸卷位置准备卸卷，卸卷后反向返回到接卷位置。

（2）运卷电控要求

在运卷控制中主要涉及到两个设备，即液压升降台与液压步进梁，这里以1＃运卷为例进行说明。该设备由立式安装液压缸和升降台架组成。液压缸立式安装，最低时接卷，上移50mm卸卷小车从台架中抽出，继续上升到最高极限位置时卸卷。1#液压步进梁有固定梁、活动梁、横移机构、偏心升降机构组成。由升降液压缸带动偏心机构使步进梁下降给定的行程，然后由横移液压缸带动步进梁在水平方向横移给定的步长，升降缸返回使步进梁上升到原位，横移缸返回使步进梁回到原位。每一个循环由下降、横移、上升、返回组成。

5　结语

在钢铁热轧工程中，西门子PLC通过现场总线系统可以将分散在设备前端的多种传感、控制元件连接起来，通过各种工艺计算，最终实现了收集区的卸卷和运卷等功能。

参考文献：

[1]周柏青,李方园.PLC控制系统设计与应用[M].北京:中国电力出版社,2015.

[2]李方园,杨帆.西门子S7 PLC应用简明教程[M].北京:机械工业出版社,2013.

[3]李方园.图解西门子S7-1200 PLC入门到实践[M].北京:机械工业出版社,2011.

李方园（1973-），男，浙江舟山人，高级工程师，毕业于浙江工业大学信息学院工程硕士专业，长期从事于变频器等现代工控产品的应用与研究工作，现就职于浙江工商职业技术学院。

摘要：在钢铁热轧工程的收集区中，设备众多、控制复杂，需要实现卷取、退卷、换卷等相关任务。本文主要阐述了西门子PLC在钢铁热轧工程收集区中的应用。

关键词：西门子PLC；ET200分布式I/O；热轧工程；收集区

Application of Siemens PLC in the Collection Area of the Hot-rolled Steel Project

Abstract:In the collection area of hot-rolled steel project,with the feature of the numerousdevices,control complexity,the winding,unwinding,reel change and other related tasks are needed to be achieved.This paper describes the topic of application of Siemens PLC in the collection area of the hot-rolled steel project.

Key words:Siemens PLC; ET200 distributed I/O; Hot-rolled project; Collection area

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