自动轧钢（精选八篇）
自动轧钢 篇1
1.1 规范生产,提升质量
对于棒材或线材生产来说,引入自动化的轧钢技术明显可以规范整个生产流程和生产质量。通过自动化的措施,可以避免一些人为因素的干扰,使得生产严格化;同时,因为是自动化的流程,因此可以提前设置好具体的工艺参数,这样一来所有的生产和轧钢都必须按照参数来进行,这样就可以严格控制住产品的规格和尺寸。这种优势尤其在厚板生产当中得到了最大程度上的体现,因为厚板生产通常采用控扎控冷的方式,在生产过程中也需要对参数进行严格的控制,但是这样高强度和高精度的工艺确实完全依靠手动来控制操作,这样不仅增加了工作难度,且难以保证施工合格。而通过棒材或线材自动轧钢技术则可以完美地解决这个问题,它可以使得一些机械的繁琐的控制统统由计算机控制完成,而且严格遵照既定的生产流程进行生产,这样可以大幅提升生产精度,降低生产能耗。
1.2 控制轧制节奏,提升产量和效率
在利用轧制生产工艺进行板材生产时,通常都会分为两个阶段进行单机架轧机,在第一阶段采取空冷待温措施来保证第二个阶段的开扎温度。这种生产工艺极大程度上提升了产品的综合性能,但同时也一定程度上给轧机生产质量带来了影响。通过自动轧钢功能的轧制节奏控制,可以在时间和空间上对交叉轧制扎件进行匹配,这样就可以合理地分配调度,能够提升轧机的使用效率,减少待机时间,最终提升生产的产量和效率。
2 功能介绍
所谓自动轧钢技术,顾名思义就是指改变固有的手动操控模式,将原本由操作工所负责的流程交付自动化的计算机来判断执行。
2.1 应用前后比较
应用前:应用之前主要采用手工操作的形式。操作员依照着实际情况来操作手柄和按钮,同时发射出相应的控制讯号。当配料在机器前停止下来,操作员再操作推床执行转钢和对中操作,并且按照次复位按钮来设置第一道次;等到ACG系统达到首道之后,操作员再踩下脚踏开关,并且控制传动速度,以保证咬钢工序的顺利进行。与此同时观察轧钢的过程,等到轧钢的速度达到最大值时再降低抛钢速度,然后根据轧制力的实际变化情况调整道次,设置到下一个位置,然后在送入主传动来进行咬钢制作以及轧制,从而继续进行操作完成以后的后续道次的轧制,等待完成以后再操作各段的道次,将扎件运输至空冷区,然后进行下一道工艺的操作过程。整体上来说,操作的过程较为繁琐,人工操作量占到了绝大部分。
应用后:将棒材或线材自动轧钢技术应用后将由计算机承担大部分工作。首先,计算机依照着实际的检测仪表信号以及控制信号来对当前实际的轧钢运行状况进行检测和判断,然后依照着实际的钢坯位置来进行逻辑上的梳理和总结,这样就能够得到与操作工手动才能获取的信息,并且直接交付现场的PLC等执行元件,由其进行操作。这样一来,大大简化了现场的人工操作量,提升了工作效率。
2.2 过程控制系统以及基础自动化功能分配
2.2.1 过程控制系统是核心。
上文提到,棒材和线材自动轧钢系统主要是通过检测现场传递而来的仪表信号以及控制信号来对当前扎件的实际运行情况作出的总结,而如果想要保证自动轧钢的实现,就必须要进行准确的扎件跟踪。在此基础上,可以通过逻辑判断来得到相应的控制信息。把自动轧钢的逻辑输入至过程控制系统中,就可以在初步实现,然后在处理跟踪扎件时,倘若扎件需要自动轧钢控制信息,则需要对赋值给当前的控制信息,并且启用数据通讯功能,然后将控制信息发送至基础自动化系统,以便于控制。过程控制系统和基础自动化之间的有效衔接,是无法离开高速的数据通讯的,同时也需要高效运转的CPU处理速度。因此,在实现自动化设备之间的通讯时必须要采用网络化,同时辅之以以太网和过程控制系统,这样才能够建立起高效运转的通讯系统。
2.2.2 基础自动化系统负责执行和反馈。
基础自动化系统则主要负责自动轧钢的运行过程,也就是根据过程控制系统所产生的相对应的控制信号,对相对应的功能进行操作,然后在这个过程当中才能够实现手动自动二者相统一。也就是说,在手动的控制模式之下,控制信号主要来自于过程控制系统。而根据控制模式的具体选择,则又会主动将上一级的控制信息进行相互转换。而具体的控制执行机构的功能实现是高度统一的,譬如说道次设定、主传动等,都是需要实行统一化控制的。基础自动化还需要完成高度实时化的一些辅助控制功能,这些功能与扎件密切相关。譬如,对道次抛钢信号的逻辑判断、对道次的下翻和速度控制、对道次的协调和变化进行控制等措施。
3 实际应用效果
某公司是国内某钢铁股份公司的海外独资公司,其主要生产的钢板型号为6mm至32mm的自动化轧钢棒材,其产品远销马来西亚以及其他东南亚、南美洲等国家。但是,该公司的人力资源相对有限,而且近年来对于成本的控制要求不断增高,这就使得他们为了达到降本增效的目的,采用了高速自动化的设备,将固有的三辊粗轧以及四辊精轧生产线转换升级为单四辊生产线,并且实现了四辊轧机的自动轧钢,其产品规格依然维持在原有的厚度水平上。此外,在实现自动化轧钢模式的过程当中,该公司安装了两套热检测设备于四辊轧机前后,以此来实现对扎件的实时跟踪。操作人员只需在线计算机监控,只在有异常情况下进行干预。在经过一个月的施工及调试后,实现了自动轧钢的功能,并在同一岗位上减少了2名操作人员,同时大大减轻了操作工的劳动强度,避免了操作人员的随意性,提高了轧制精度,改善了产品质量。
4 结束语
作者在实际使用维护过程中发现,钢铁企业环境普遍较为恶劣,因此高速线材以及棒材的自动轧钢工序受到严重影响,就要求我们必须维护好检测信号。此外,对于钢板板型的控制以及推床的配合自动控制,还需进一步的研究探讨,才能够得出更好的办法。
参考文献
[1]李德松.棒材或线材自动轧钢技术在轧钢生产中的开发与应用[J].冶金动力,2015(3):61-63.
自动轧钢 篇2
众所周知,电气自动化控制系统在钢材轧制过程中的实时监控功能,它不仅可以控制生产操作的方式,而且可以促进操作的规范性,最终达到促进钢铁生产的效果。除此之外,我们还可以利用电气自动化控制系统的优越性条件来实时监测轧钢的过程,及时发现问题并解决问题,从而促进供电的安全,提高供电系统整体的发展。
1轧钢工序及发展趋势
在热轧生产中,轧钢工艺能耗高。以典型棒磨机生产能耗为例,钢坯加热能耗占80%,轧钢能耗仅为16.9%。随着节能技术的应用,小方坯加热能耗的能耗比例逐渐降低并保持较高比例。因此,普通轧钢工艺的节能潜力主要来自加热炉。特殊轧钢工序节能的另一主要来源是在线热处理。
自动轧钢 篇3
【关键词】PLC系统；轧钢生产线；自动控制；应用
从工业生产的实际情况分析，可靠性、实用性、经济性对于每一台冶金工业生产设备而言，都是三大重要的生产标准。在轧钢生产车间，通过PLC[1]自动化电气控制设备可以对每一个出钢机的大小车液压升降机垂直运动以及水平运动展开自动化控制；在此过程中，采用交流变频传动装置对出钢机的水平运动系统进行控制，而液压缸通过驱动L形钩对液压提升机的垂直运动进行自动化控制。尽管在轧钢生产工业流水线上，出钢机系统只是一个辅助性工业生产设备，但是对于整个轧钢生产流水线的影响作用却不能忽视。如果出钢机在生产中一旦出现生产运行故障，将会导致整个轧钢工业生产流水线无法正常运行。因此，需要保证轧钢生产出钢机能够通过工业自动化控制PLC系统满足工业生产中科学启动、稳定运行以及正确定位的要求。
一.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用流程
首先，在我国的轧钢生产车间，工业生产的主要原料——热轧带钢要进入酸洗流水生产线中，在一般的生产过程中，会有一层厚厚的氧化铁皮附着在热轧带钢表面，这层氧化铁皮是热轧带钢在车间扎制和冷却中产生的；因此，为了避免这种情况出现，可以在热轧带钢进行冷轧前采用酸洗的方式有效祛除氧化铁膜，从而将干净新鲜的热轧带钢基体金属表层外漏。经过酸洗后的热轧带钢会经过车间冷轧工业设备进一步加工，以此满足客户的钢铁厚度要求。随之，可以进入下一道退火生产流程，这一工序的主要目的在于让轧带钢的内部晶体结构进行重组，大大提升轧钢的刚度和韧度。最后一道流水工序是对生产车间的所有流水线展开平整处理，以此减少轧带钢上表层的不平整现象发生，获取工业生产的成品。
其次，从整个轧钢的生产流水过程可以看出，冷轧流水线的生产安全性和生产技术工艺要求要比其它的工艺更高。除了上述煅制工艺之外，在整个轧钢生产车间，技术操作人员需要经过系统检测、参数预设、设备调试、工业设备润滑、设备清洗、设备手动装载以及设备系统故障的排除等一系列复杂的工艺流程，才能有效保证所有的轧钢生产安全、可靠进行。特别是在轧钢生产流水线中，还会经过带刚开卷、带刚再卷以及喷射乳酸液、换辊、移动钢卷大小车、钢铁轧制以及采用X光射线对钢铁的厚度进行检测等很多的操作流程，所以工作人员在对这些轧钢步骤进行操作时，经常会受到光线辐射、机器碾压、灼伤以及切割、拖拽、碰撞、缠绕、冲击等工业生产伤害。对此，通过PLC自动化控制设备系统，不但可以进一步提升我国钢铁工业轧钢生产的技术水平，而且经过安全保护设备的防护，大大降低了工业生产中的设备损耗率，使技术操作人员的安全性得到有效的保障。
此外，在一般的工业生产技术条件之下，一块板坯经过粗轧机进行轧制的有效时间为30-60s，因此，必须保证出钢机的工业生产效率与粗轧机的制坯效率相协调；经过自动化控制系统的使用，进一步提升了我国工业生产的效率和可靠性，释放了传统工业生产中劳动人员的劳动压力，降低了劳动强度。由于在轧钢生产流水线上，当出钢机的位置与大车的位置有效对接时，升降机执行的功能与小车的功能是一致的，所以，在这一阶段利用PLC自动控制系统就会减少人工操作，提高工作的效率。与此同时，为了有效提高升降机与小车的操作效率，也需要进行PLC自动化控制系统来完成整个操作流程。由此可见，在轧钢生产流水线上，有PLC自动化控制操作和人工手动操作两种不同的作业方式。
二.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的具体应用分析
在工业生产中，对电气设备的控制和监测主要包括如下的技术操作流程，例如旋转大包回转台、升降包臂、开闭大包水口、运行中间包车、升降对中以及震动结晶器、调节震频、传动拉矫机、压下拉矫辊、上行引腚杠、跟蹤回收、脱坯操作、存放作业、铸坯定尺切割操作技术等多种复杂的工艺流程，除此之外，对铸坯进行定尺切割之后，还要注意对切割前后的辊道输送以及辊道控制、铸坯分离机、翻钢机、步进冷床进行操作技术管控；与此同时，PLC自动控制系统还负责整个流水线中的干油润滑系统检测、液压系统管理、油气润滑系统的运动控制。
在这套流水线生产工业设备中，通过应用自动变频控制驱动装置，在所有的自动变频设备中都设置了通信网络接口，经过数据网络通信设配器的连接，与多个不同模块的RemoteI/O[2]网络系统连接，由此构建了一种基于RemoteI/O模块的信息数据网络传输系统。在扫描装置的扫描下，RemoteI/O网络系统处于一种正常运行的状态，同时与远程设备FlexI/O网络设配器进行有效串连，PLC自动控制系统才能经过二者的通信链接作用，展开自动控制。
另外，为了使该系统构建成为一个功能强大的自动化结构，发挥更强大的数据通信传输功能，该系统对相关硬件设备进行了重新构建，系统结构采用了西门子S7-400PLC设备，通过Profibus-DP网与12台西门子全数字6RA70直流调速装置和2台西门子远程ET200M 操作站连接在一起，为每一个系统从站设定一个兼容的地址模式，通过数据通信波特的比率以及其它系统设备的自动属性对从属系统进行设定，系统的主站设定为西门子S7-412-2DP结构，并与12台6RA70直流调速通信设备进行连接通信；由于该系统的主站与从站之间的驱动装置在一个整体的系统结构中，所以通过SFC15设备与SFC14设备这两大主要的功能模块展开对系统程序的调用与读写，从而有利于自动化系统中的传输数据，展开全自动化控制，2台工控机通过MPI网与S7-400进行连接，实现了对所有的中小棒材中精轧连轧生产线的参数设定与监控功能。从该自动化系统流水线投产以来，系统运行性能优越，满足了实际的轧钢生产技术工艺需要，各项参数指标都达到了预设的数值，确保了轧钢生产工艺的高效生产和安全运行，通过现场总线生产技术，更好地实现了现代工业化时代的信息网络化生产。
三.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用效果分析
从PLC系统工作的原理分析，主要是经过发挥PLC自动变频设备的数字通信链路作用，然后所有系统通过组态PLC的I/O协议，采用这一通信链路，进行自动化控制数据的传输和接收。因此，在整个应用过程中，PLC的自动变频系统只是被作为一个装有I/O数据链路协议的框架模块，工业生产的系统只需要通过应用这个数据通信模块框架，就可以进行远程数据的控制与管理。按照程序数据的读写、分析、重组、输出等程序命令，对工业生产相关设备展开运行监测，而且通过后台自动化操控，所有轧钢生产流水线中的运行情况都可以清晰地展示在系统显示器中，为在线监听人员提供实时、动态、全方位的监测数据。如果系统在轧钢生产运行过程中，一旦出现突发的运行故障，PLC自动化控制系统就会发出相应的预警指令，及时将故障信息发送至信息中心数据端口，技术操作人员就可以采用远程传输协议展开应急方案的制定和实施.
所以，从生产过程到整个故障的监听、处理，完全实现了自动一体化控制，经过一条通信数据电缆就可以取代传统轧钢生产工艺中的大量硬件生产设备，无论是从系统生产的控制水平还是从数据的模量来分析，PLC系统的性能都得到了有效的提高， 保证了轧钢生产线自动化控制的安全实施，使系统运行更加科学、安全、高效，而且整个生产流水线中的系统运行故障处理也更加及时，大大减少了系统的运行和维护成本。在该轧钢生产线自动化控制的应用中，PLC系统通过操作信号对自动变频装置进行科学控制，按照系统的实际运行频率对工业生产电机的实际转速和液压提升机的液压缸流量展开控制调试，同时也对液压提升的速率和大小车的行走速度科学管理。在此过程中，电机的运行速率控制是通过PLC自动控制系统的变频调试器的调节实现的，不仅使大小车的運行速率更加均匀，而且充分发挥了PLC自动化闭环控制功能，有效确保了轧钢生产中出钢机L形钩的一次性科学定位。所以，近年来我国工业生产的自动化技术水平在不断提升，PLC自动化控制系统在轧钢生产线中的应用大大提升了生产的效率，工作人员的安全性也有效得到了保障。在此发展背景下，本文通过对我国PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用进行了详细的论述，以此不断提高我国的工业生产自动化水平。
结束语
综上所述，轧钢生产工艺不仅是一项十分复杂的技术工种，而且在生产钢铁的过程中，经常会受到诸如钢铁浇筑条件、浇筑过程等不良因素的影响和制约，所以导致铸坯的质量难以得到有效的保障；此外部分钢铁工业生产车间缺乏专业性的技术操作人员，再加上工业生产设备相对落后，所以长此以往，就会严重阻碍我国轧钢生产工业的快速发展。随着信息化技术的不断推进，越来越多的工业生产商引入了PLC自动化控制系统，由此开启了我国工业自动化生产控制的发展之路，整个轧钢生产流程，实现了PLC一体化控制，不仅节省了大量的人工操作成本，而且使轧钢生产的效率大幅提升，避免了传统轧钢生产流水线中常见的故障出现，确保了轧钢流水线生产的有序化进行。
参考文献
[1]杨梅.西门子PLC在轧钢生产线设计中的应用[J].机电信息，2013，12：52-53.
[2]徐芸，李晶.PLC控制系统在轧钢车间水处理中的应用[J].中国新技术新产品，2011，03：192-193.
作者简介
轧钢钢材自动称重数据管理系统 篇4
1.系统实施目的及意义。
为了杜绝计量虚假现象、提高质量管理水平、推动质量信息化建设、加强企业信息化管理、维护企业和客户的利益, 轧钢车间根据生产管理需求, 利用现有的设备条件和人才资源自主开发了称重数据管理系统。
该系统可以与轧钢车间目前使用的称重显示器 (XK3110-E) 相连接, 实现对称重数据的自动采集和联网管理。系统稳定性好、速度快、精度高, 可按要求连续自动采集, 自动记录称量结果, 实现了称重数据的存储、统计、导出等功能, 界面直观, 操作方便, 实现无人值守自动采集。
2.系统开发背景。
随着轧钢车间生产自动化和管理现代化的进展, 生产工艺不断提高, 生产速度不断加快, 自动在线称重、快速动态称重在整个称重系统中有了很大的发展, 但称重数据的采集没有相应的配套系统, 只能采用人工记录, 在人工记录过程中不可避免地存在错记、漏记、虚假记录等不规范记录, 每一个错误的记录都能影响到产品的质量统计和其他指数的计算。为了实现记录的真实性, 避免不规范记录, 提高质量管理水平, 车间领导把现代化管理理念和信息化管理技术相结合, 利用现有软件技术自主开发了称重数据管理系统。
二总体设计
1. 功能需求。
要求具备称重数据自动采集、自动记录、本地存储、本地数据查询、网络连接自动识别、服务器数据库连接有效识别、数据联网传输、数据联网管理、数据联网查询统计、数据导出、系统参数自定义设置等功能。
2. 应用环境。
轧钢车间一、二线5#操作台配备有称重显示器和计算机 (可以进行网络连接) , 称重数据管理系统安装在计算机上, 并与称重显示器通过串口进行数据自动采集, 不影响设备原有功能和使用。
三系统开发概述
1. 系统开发环境。
系统开发环境为C#、Visual Studio2008, 具有很好的扩展性和二次开发功能, 方便功能改进和升级需要。
2. 系统数据库。
系统服务器数据库为Microsoft SQL Server2005, 本地数据库为SQLite, 两种数据库的结合完全可以满足本系统的要求。
3. 开发流程概要。
(1) 串口通讯。
A.计算机串口连接识别。计算机通过串口与称重显示器进行连接并接受数据, 系统需要识别出正在进行数据通讯的串口。
B.串口有效数据识别。称重显示器通过串口发送给计算机的数据为数据流, 系统需要把数据流转换为能够识别的字符, 并根据通讯规范, 获取其中的有效信息, 丢弃错误信息。
C.有效信息的核实。有效信息并不是有用信息, 系统要对有效信息进行核实, 对符合条件的有效信息进行采样, 获取有用信息。
D.对有用信息进行稳定计算。当系统获取有用信息时, 需要对有用信息进行稳定测算, 达到一定的稳定时间 (稳定值) , 才可被系统认证为真实数据。
E.真实数据自动记录。系统会把真实数据自动记录到本地数据库, 无需人工干预。
(2) 数据联网传输。
A.网络连接自动识别。系统自动检测本地计算机是否联网。
B.服务器数据库连接有效识别。系统自动检测服务器数据库是否能够连接成功。
C.当以上条件都满足时, 本地的未上传数据开始自动传输到服务器, 无需人工干预。
(3) 多线程应用。系统实时对串口数据进行采集验证, 以及对网络连接和服务器数据库连接进行识别, 必然会对主程序造成压力 (假死或系统崩溃) , 所以要采用多线程应用。
四硬件配置
1. 服务器:普通计算机 (Intel奔腾4系列以上, 内存1G以上) , Windows Server 2003系统。
2. 客户端:普通计算机, Windows系统。
五系统测试
该系统经过720小时连续测试, 性能稳定, 数据采集准确率100%。
六关键问题及总结
1. 串口数据线通讯问题。
串口数据线理论传输长度可以达到15米, 但在轧钢车间的实际使用环境中, 发现有效距离只有5米。设备上安装的原有串口数据线为10米 (称重显示器和计算机距离远) , 不能正常传输数据 (传输8~12个小时后开始出现乱码) , 给前期开发带来很多困难, 不能连续通过串口获取有效数据。为了测试串口通讯, 前期首先开发了串口通讯测试软件, 并重新制作了一根串口数据线 (10米) , 进行了焊接解决了该问题。
2. 串口数据有效性问题。
串口数据并不是每次都是有效的, 导致系统测试过程中偶尔出现数据错误问题, 所以加入了对串口数据的有效性检测。
3. 有用数据的稳定性算法问题。
该算法经过16次修改, 通过现场反复观察, 并和操作工多次交流确定有用数据的最终算法。
七系统使用说明
1. 系统打开以后, 按要求设置好各选项信息, 特别是班次、班别。
点击“开始”按钮后, 系统开始工作, 此时“开始”按钮变成“停止”按钮。
2. 系统开始工作后, 称重数据会自动采集记录, 无需人工干预。
安全试题-轧钢 篇5
一、概念： 系统：指若干相互联系、为达到一定目标而具有独立功能要素所构成的有机整体。系统安全：系统寿命期间内应用系统安全工程和管理方法，识别系统中的危险源，定性和定量表征其危险性，并采取控制措施使其危险性最小化，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到的可接受安全程度。3危险源：可能导致伤害或疾病、财产损失、工作环境破坏或这些情况组合的根源或状态。危险源辨识：即确认危害的存在并确定其特性的过程。
5事故隐患：事故隐患指生产系统中可导致事故发生的人的不安全行为、物（环）的不安全状态和管理上缺陷。
二、危险源辨识
危险因素：指能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素。
有害因素：能影响人的身体健康，导致疾病，或对物造成慢性损害的因素。
通常情况下，两者不予以区分而统称为危险、有害因素。主要指客观存在的危险、有害物质或能量超过一定限值的设备、设施或场所。3危险有害因素的分类
危险因素分为20类；物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、冒顶片帮、透水、爆破、火药爆炸、瓦斯爆炸、锅炉爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害 4 设备故障和缺陷：设备或零部件在使用过程中由于突发性或间发性事件使设备丧失规定功能的不正常现象 管理的缺陷：安全管理复杂系统认识不足，形式主义，缺乏有效激励；存在管理薄弱环节；没实施全方位、过程的管理；安全管理过于强硬，安全文化建设缺乏 危险源辨识的原则：科学性、系统性、全面性和预测性 7 危险源辨识的工作程序：
a 对辨识对象应全面、深入了解；
b 划分辨识单元，对所划分的辨识单元细节进行详尽分析； c 找出辨识区域危险物质、危险场所；
d 对辨识对象进行全过程进行危害因素辨识； e 依据标准辨识是否为重大危险源； f 对辨识对象进行危害后果分析； g 制定防控措施。您所在的岗位存在哪些危害？
a在平地上滑倒/跌倒； b人员从高处坠落；
c工具、材料等从高处坠落； d头上空间不足；
e与手工提升/搬运工具、材料等有关的危害；
f与装配、试车、运行、维护、改型、检修和拆卸有关的机械、设备的危害； g 火灾与爆炸； h可吸入的化学物质；
i可能伤害眼睛的物质或试剂；
j有害能量(如：电、辐射、噪声、振动)； k不良的热环境，如过热； l照明度不足；
m场地/地面易滑和不平； n护栏不足。安全绩效评定实施办法
目的：提升班组自主管理能力，强化班组团队精神，深化过程控制 范围：日照钢铁有限公司全体班组
目标：班长合格、员工“三熟”、过程控制有效、班组实现“三无” “三熟”是指（）（）（）
5、三违是指什么？
违章操作、违章指挥、违反劳动纪律。
6、什么是违章操作？
职工在生产活动中，不遵守规章制度、冒险进行操作的行为。
7、什么是违章指挥？
强迫职工违反国家法律、法规、规章制度或操作规程进行作业的行为。
10、四种安全色的含义分别是什么？ 红色：表示禁止、停止；
蓝色：表示指令、必须遵守的规定； 黄色：表示警告、注意；
绿色：表示提示安全状态、通行。
15、常见安全标志可分哪几类？
禁止标志、警告标志、指令标志和提示标志四类
19、什么是“三不伤害”？
我不伤害自己、我不伤害他人、我不被他人伤害。20、什么是危害（危险源）？
指可能造成人员伤害、职业病、财产损失、作业环境破坏的根源或状态。
1、什么是事故？
职业活动过程中发生的意外的突发性事件总称，通常会使正常活动中断，造成人员伤亡或财产损失。
2、企业职工伤亡事故按伤害程度可分哪几类？
轻伤、重伤、死亡。
3、对企业发生的事故，处理时应坚持哪四不放过原则？ a）事故原因分析不清不放过；
b）事故责任者和群众没有受到教育不放过； c）没有落实防范措施不放过； d）责任人没有受到处罚不放过。
8、常见的不安全行为有哪些？
1）操作错误、忽视安全、忽视警告； 2）造成安全装置失效； 3）使用不安全设备； 4）手代替工具操作； 5）冒险进入危险场所； 6）攀、坐不安全位置；
7）在必须使用个人防护用品用具的作业或场合中忽
视其使用； 8）不安全装束； 9）物体存放不当；
10）对易燃易爆等危险物品处理不当或错误； 11）有分散注意力的行为；
12）机器运转时维修、清扫、加油等。
3、班组安全检查实施的“一班三查”制是指什么？其目的是什么？ 班前检查：重点是设备、工具、作业环境及个人防护的穿戴情况； 班中检查：重点是设备运行状况和制止或纠正违章行为； 班后检查：重点是工作现场，不给下一班留下隐患。检查目的：个人无违章，岗位无隐患，班组无事故。
1、氧气瓶和乙炔瓶工作间距应不小于多少米？
5米。
2、气瓶与明火之间的距离不得小于多少？
不得小于10米。
7、我国国家标准规定安全电压的是多少？
36V、5、钢丝绳的报废标准是如何规定的？ a）钢丝绳表面磨损40%以上；
b）每捻距内断丝达整根绳的10%以上； c）绳股断裂；
d）绳芯断裂而造成绳经显著减少；
轧钢过程自动化的应用软件设计 篇6
1995年,作者进行了“关于实现热连轧计算机控制系统应用软件国产化和规范化”的可行性分析并提出了解决方案[1] ,但限于当时国内的条件,只能从热轧应用软件和数学模型入手。经过国内技术人员的努力工作,如今不但实现了应用软件和数学模型的国产化,还实现了中间件的国产化;在硬件方面,实现了计算机硬件和系统集成;在行业领域中,实现了热轧、冷轧、中板、厚板、棒线材等自动化系统集成。
轧钢过程控制计算机系统的设计内容包括硬件配置、功能分配、系统软件配置、中间件配置以及应用软件的设计和开发[2]。本文总结应用软件设计的内容和方法,主要包括应用软件结构设计、数据结构和数据流程设计、计算机通信设计、启动应用系统软件设计和数学模型的用户化。应用软件设计还包括HMI画面和报表的设计,其依赖于用户的具体需求,限于篇幅,这里不再赘述。
1 应用软件结构设计
应用软件设计时首先要设计其结构,如果某个程序设计错了,还可以修改,但是如果整个软件结构有问题,就会影响全局甚至影响项目的工期。应用软件结构设计有共同的特点和规律,要解决的主要问题是如何把应用系统分解成若干个并行的任务或程序,如何实现任务或程序之间的数据交换,如何实现任务或程序间的同步与互斥[3]。图1给出的是一种普遍适用于轧钢过程自动化级的软件结构。这里,以轧件跟踪程序为应用软件中的调度程序,负责启动其他应用程序;实线框表示实现该功能的相应程序,虚线框表示该功能既可由程序来实现,也可由中间件来实现。
软件结构设计完成即确定应用软件系统由哪些程序构成以后,要对这些程序之间的关联和启动时序进行设计,包括定义事件和设计程序链接。事件是指轧件在生产过程中,按照生产工艺流程和设备的顺序,要正常经历的事情。按照事件发生的顺序,把应用系统中所有程序之间的关系都做成链接图,就构成了整个应用系统的程序链接。近些年,有的公司也采用Excel图表的形式来设计程序链接。
程序互相启动时,要进行必要的数据发送和接收,这些数据叫做启动信息(Fork message),其确定的原则是简单、明了,方便程序的编制、调试和运行。大量数据(例如模型计算结果、实际测量数据等)不通过启动信息传递,而是通过读取文件(或数据库)获得,或者通过通信报文进行传送。表1给出了启动信息的实例。
2 数据结构和数据流程设计
设计数据结构就是确定应用系统中有哪些数据文件(或数据区、数据表),并按数据类型定义其中的数据结构,然后定义这些数据文件的属性,最后还要把这些数据文件写成C语言的“头文件”。设计好数据结构后,通过设计数据流程来确定数据文件之间的关系,包括数据的生成和数据的传递(输入、输出)关系。
根据数据分类来定义数据结构时,可以将轧钢过程自动化级计算机使用的数据基本分成以下3种类型。
第1类,依附于轧件而生存的数据。这类数据的特点是随着轧件沿着生产线的流动而流动。不同轧件之间,数据名(变量名)和数据格式相同,但是数据项的内容不同,即数据的值不相同。例如,轧件的PDI数据(Primary Data Input)、数学模型计算出的设定数据、轧件的实际测量数据等都属于这类数据。
第2类,依附于设备或装置而生存的数据。这类数据的特点是随着设备(或装置)的状态变化而变化。对不同的轧件而言,它的值有可能相同,也有可能互异。这类数据或者来自于过程I/O,由Level 1计算机映射到Level 2计算机;或者来自于HMI,由操作人员输入。例如,运转方式、轧机状态、检测器和测量仪表状态、轧机零调数据等都属于这类数据。
第3类,依附于应用程序而生存的数据。这类数据是为了满足软件编制、调试、运行和管理需要而定义的数据。例如软件定时器、标志字(Flag)、状态字(Status)等属于这类数据。
如按数据所承载的功能划分,又可分为:(1)工厂和设备参数;(2)轧件的PDI数据;(3)生产工艺和轧制规程数据;(4)数学模型数据;(5)数学模型自学习数据;(6)生产过程的实际测量数据;(7)应用系统运行数据;(8)报警数据;(9)历史档案数据;(10)经过编辑后的统计报表数据。
在确定数据文件的属性时,通常把对读写速度有快速要求的文件(如跟踪映像文件、数学模型数据文件)设计成内存文件;把需要长期保存的文件(如模型的自学习文件、历史档案文件)设计成磁盘文件。有一些文件既需要能被快速访问,又需要长期保存,就可以将其设计成既是内存文件又是磁盘文件,即在系统空闲时,自动将内存文件写入磁盘文件。还有一些文件,在系统重新起动时,需要给文件赋初始值,初始值也分为两种,一种是固定的常数,每次赋予同样的数值;还有一种初始值是上一时刻的“当前值”,对这种文件就需要自动、定周期地保存上一时刻的“当前值”,以便在系统重新起动时,能够把上一时刻的“当前值”恢复到文件中。表2给出了数据文件的属性。
表2所示的数据文件之间的关系即数据流程,见图2。
从图2可以看出,这里的设计方法是将所使用的各种数据从相应的文件读取出来,存放在内存文件MILDA中,供应用程序使用。
3 计算机通信设计
计算机通信设计包括Level 2计算机与Level 3计算机、Level 2计算机与Level 1计算机、Level 2计算机与前后工序计算机、Level 2计算机与大型仪表之间的通信,设计内容包括:
(1)定义计算机名称(节点名)、设备代码和IP地址。
(2)定义通信的信息号(Message ID)。Message ID可由“发送方的设备代码 + 接收方的设备代码 + 两位数字的顺序号”组成。
(3)定义通信的信息表。通信的信息表规定了计算机之间的主要通信内容,例如报文号、信息名、时序和计算机名等。
(4)确定接收和应答的规则。为保证通信正常进行,规定一些接收和应答的规则,例如ACK(正确应答)和NACK(否定应答)的应答信号。
(5)确定通信检查的方法。检查通信正常与否的方法包括通信报文的顺序号检查、数据的上下限值检查、两个计算机的通信超时检查等。通过这些检查,当发生违规情况时,系统发出通信错误信息。
(6)定义通信信息及格式。通信信息包括信息头和信息体。信息头包括信息号、日期、时间、发送方、接收方、信息长度(即信息头加上信息体的总长度)、顺序号等内容。信息体就是具体的数据,包括变量名、数据类型、数据长度和单位等。
(7)定义数据库的数据表。如果计算机都安装了数据库(例如Oracle),那么就可以通过数据库的数据表来交换数据。这时需要定义数据库的数据表。
4 启动应用系统的软件设计
针对不同的操作系统,启动应用系统的软件设计所采用的编码虽然不同,但是该软件实现的主要功能相同。该软件设计内容包括:
(1)根据网络节点名判断计算机的运行方式是在线还是备用,分别定义各计算机的磁盘。
(2)运行中间件,建立应用软件的运行环境。
(3)运行应用软件,首先给每个进程设置优先级,然后创建所有应用进程。
5 数学模型的用户化
数学模型的用户化是一项重要而复杂的工作。其重要性在于关系到模型调试是否顺利,以及模型计算精度是否能够尽快满足要求;而复杂性在于不同生产线的工艺流程、设备布置、设备选型、产品大纲、环境条件、坯料的化学成分、操作工的操作水平等都存在着不同之处,所以不能完全照搬,只能根据具体情况来调整、改进和完善。数学模型的用户化包括数学模型的选取与组合、数据表配置、数据表层别划分和调试工具选用等。
5.1 模型的选取与组合
计算同一个变量的数学模型(例如变形抗力模型)有多种,且繁简不一。对此,不同公司有不同的选择。作者认为数学模型的选取与组合原则是:使用经典的以及经过生产实践检验并证明计算精度能够满足要求的模型;选择知道如何修改和调整模型参数的模型。因为这是工程设计项目,不是科学研究项目。
5.2 数据表配置
数据表主要包括工艺参数表、模型系数表和自学习系数表。
工艺参数表是与工艺和设备相关的数据表。进行工艺参数表配置时,首先给表中的各项数据设定初始值,稳妥起见,有的参数初始值可以给的保守些,例如轧机咬入速度可以比设计咬入速度低一些;然后随着设备状况和生产工况再逐步调整工艺数据。工艺参数表初始值的设定和最终值的确定,属于工艺技术人员的工作范畴。
模型系数表储存数学模型的系数。这些系数的具体数值来源于理论和文献、经验、统计和数值分析3个方面。
自学习系数表存储模型的自学习系数。热负荷试车前,需要先给自学习系数设置初始值,例如:对于加法自学习,其初始值可以是0,对于乘法自学习,其初始值可以是1.0;也可将相似工艺、相似设备选型的生产线的模型自学习值作为初始值,这有利于提高模型的初始计算精度、加快模型自学习的收敛速度,一般国外公司的技术人员在调试过程中,通常也采用这种赋初值的方法。
5.3 数据表层别划分
数据表层别划分是软件设计时需要解决的一个重要问题。划分太粗,将会影响模型计算精度;划分太细,则不但要占用大量存储空间,而且还会出现有的数据使用(或者更新)频率很低,同样会影响模型计算精度。
层别划分包括钢族(Steel family)、钢种代码(Steel grade code)、材质代码(Material code)和产品尺寸等级的划分等。其中,钢族是数学模型系数表和工艺参数表的重要索引,钢族的划分方法通常有碳当量法、化学元素法和硬度法,由于化学元素更能够反映钢的特性,因此作者更倾向采用化学元素法;钢种代码就是钢种名称,钢种代码可按外国标准、中国标准和国内不同钢铁公司的标准的划分,钢种代码来源于PDI数据,是轧制力模型、轧制力矩模型和温度模型等“批到批”自学习值(即长期自学习值)的存储索引;材质代码按照美国钢铁学会(AISI)和美国汽车工程师学会(SAE)制定的规则划分,其用途是检索材料的物理特征量和热量特征量,主要包括材料密度、弹性模量、运动黏度、导热系数、热辐射系数、比热容、热膨胀率、材料热扩散系数等,将这些参数按照材质代码划分以后做成数据表,存储在计算机中,供数学模型计算时使用,这也是国外公司所谓的材料模型(Material Model);产品尺寸等级指产品规格,尺寸等级可按产品的长度、宽度和厚度等划分。
5.4 模型调试工具选用
不同公司开发了不同的数学模型调试工具,例如三菱电机公司的MDLMNT,TMEIC公司的C-TOOL和M-TOOL。这些工具的功能和作用基本相同,即查询、修改和更新工艺参数表、数学模型系数表和自学习系数表,并通过曲线和图表来分析和查找影响模型计算精度的因素,为修改和完善数学模型提供有效帮助。
数学模型调试工具的发展趋势是便于监视和分析模型计算精度、界面友好、使用方便等。
6 结束语
我国一些产、学、研单位虽已能自主设计轧钢过程自动化的应用软件,但是与国外先进公司相比,还有较大的差距,例如同一个功能的应用软件,在源代码的数量上与国外先进公司的相差很多,这个看似表面上的差距,却反映出国外公司对 生产过程的复杂性考虑得更周全。因此我们在提高应用软件的稳定性和应用软件对多变生产工况的适应性上,还需要进行更深入和细致的工作。
参考文献
[1]刘文仲.关于实现热连轧计算机控制系统应用软件国产化和规范化的几点看法[N].计算机世界,1995-04-26(151).
[2]刘文仲.我国热轧过程控制计算机系统及数学模型的发展[J].冶金自动化,2012,36(4):1-7.LIU Wen-zhong.Development of steel rolling process con-trol computer systems and mathematical models in China[J].Metallurgical Industry Automation,2012,36(4):1-7.
自动化控制技术在轧钢生产中的应用 篇7
1 自动化控制技术的概论和设计
1.1 概述
因为生产量的需要和社会发展的需要, 需要的钢材产品数量也在随之增加。传统的技术自然不能满足现在的需要。自动化控制技术的完善是在近几年发展起来的。其中预定位置的控制就是一部分。因为连轧机的生产效率极高, 而且便于控制, 经济效益异常显著。因此世界各界都争相应用这个连轧的过程, 因此极大的促进了自动化控制技术的发展。
1.2 设计系统
1) 基本的数据库。这个系统包含了广泛的数据运算、数据采集, 是整个统计系统的核心部位。这个系统可以把每台电脑的数据资料进行运算和汇集。2) 报告系统。这个系统的运用优势是向有关部门提供设备的运行状况以及实时的年月日时间和地点。发布的方式有很多, 其中包括传统的报表, 还有E-mail等网络形式。3) 指标系统。这个系统的功能是为计算机终端提供相关指标的计算方法和结果。4) 信息查询。顾名思义, 这个系统就是方便信息的查询。5) 分析。这个系统的功能比较繁多, 首先它的组成部分包括了分析方法库和模型库。提供的服务有模型库的建立和修改、方法库的建立和使用等, 可以提供日常分析数据的自动输入和整合、自动计算和分析等, 提供高质高优的分析数据。6) 预警功能。这个预警的功能是建立在数据的处理, 如果出现数据超出了报警值就会及时的预警, 将信息直接反馈到中心机组室, 使得相关人员可以在最短的时间内查找出问题, 解决问题, 保证了系统的安全运行, 降低了故障率。
2 应用
2.1 控制系统的应用
主传动控制装置采用SIEMENS公司SIMOERGK6RA70全数字直流调速控制系统, SIMOERGK6RA70装置为三相交流电源直接供电的全数字控制装置, 其结构紧凑, 用于可调速直流电机电枢和励磁供电, 装置额定电流范围为15至2000A, 并可通过并联SIMOREG整流装置进行扩展。根据不同的应用场合, 可选择单象限或四象限工作的装置, 装置本身带参数设定单元, 不需要其它的任何附加设备即可完成参数的设定。所有的控制、调节、监控及附加功能都由微处理器实现。全数字控制系统性能好, 可靠性高, 可以满足高动态品质与高调速精度的要求。对传动系统的控制采用了灵活多样的软件模块, 可以满足各种不同控制的要求, 并具备调速系统最佳控制性能的自动优化功能。全数字装置还提供了对传动系统完备的监控保护与故障自诊断功能。同时还拥有方便快捷的通讯联网形式, 可以同自动化系统联网通讯, 进行参数的设定和各种信息的交换。SIMOREGDC-MASTER6RA70系列全数字调速系统采用两个高效能的微处理器 (C163和C167) 承担电枢和励磁回路所有的调节和传动控制功能。调节功能在软件中通过参数构成的程序模块来实现, 从而得到非常精确的速度和转矩控制。所有的控制、调节、监控及附加功能都由微处理器来实现, 系统结构可软件组态, 可以对电流调节器、速度调节器、励磁电流调节器、电机磁化曲线等进行自动优化, 从而实现系统的最佳控制。装置本身具有完善的故障诊断、报警、显示和保护功能。给定和反馈可以为数字量或模拟量。
2.2 数据应用
柳钢棒线型材厂通过PLC/DCS系统的控制, 可以对在线的机器直接进行信息采集。具体的实现步骤是:在PLC/DCS系统上装置网卡服务。然后和数据采集网进行连接。接下来是设定一定的IP地址和中心机房的网络进行连接, 使得与实时数据库的通讯可以正常运行, 完成数据的采集。
2.3 网络设计应用
将柳钢棒线型材厂的9条生产线的网络汇总到一个调度室, 形成调度中心。与中心机房实现了有效的网络连接, 而且每个生产线之间的数据和业务来往都有一定的网络结构。综合安全因素的考虑, 柳钢棒线型材厂运营的网络有以下几点优点:系统应用网络和数据采集网络采用不同的网络结构。各条生产线的系统应用网络和数据采集网络都运用环形的网络拓扑结构。在服务器的局域网和交换机中间, 采用硬件防火墙的设置隔离, 确保网络应用有效安全的运行。
2.4 物料跟踪应用
在跟踪过程中, 通过检测元器件和数据库的配合, 根据实际的程序进行有效的跟踪。依据工序设备发出的信号信息跟踪物料的位置和顺序等参数, 从而直接计算出生产的实际成绩。全线下列控制功能需要了解轧件头、尾的位置;微张力控制、活套控制、活套的起套控制、飞剪控制、夹送辊及轧件运输顺序控制、轧件冷却阀的控制等。同时通过对轧件的位置跟踪还可以判断轧制过程中出现的堆钢等故障, 当判断出堆钢故障后可自动或手动起动故障点前的飞剪、碎断剪对轧件碎断处理。
2.5 模拟轧钢
由电气自动化系统中的监控级HMI发送模拟轧钢信号及所需数据, 全线模拟轧钢, 以检查全线设备是否工作正常。这在热负荷试车前, 故障处理后, 各种大、小修理后进行生产前试运行是非常必要的, 可免除因试轧而浪费能源及钢坯。
3 智能控制下的新技术—轧制自动化
自动化控制技术的最新发展成果就是人工智能在轧钢过程中的运用。这一套人工智能系统具备:专家级的系统、准确的逻辑顺序、神经一样的网络结构和准确的控制性能, 这项技术已经被成功运用到正负偏差的分析、圆钢形状的控制、性能的预测, 一直到成品打包和转移的管理等一系列的问题。随着科学技术的发展, 人工智能轧钢技术也在日渐成熟, 这项技术的发展优势就在:可以将取代更广大的轧钢操作人员, 使得程序更加系统和科学, 甚至取代了一定程度的脑力劳动, 使得轧钢的过程控制在人工智能系统的计算机体系下, 整个过程相比较传统的技术来说, 更加精确、更加完美, 技术和能力也不断的完善和全面。
4 总结
轧制自动化技术的发展推动了轧制技术的不断进步。就目前国内的情况来说, 这项技术的实施是改善质量和提高产量的最直接的手段。努力提高自动化的水平, 掌控最先进的控制技术, 利用最先进的信息技术成果武装和改造轧钢行业, 去掉传统老旧的旧技术, 取而代之的是自动化新技术。
参考文献
[1]石继业.关于轧钢生产自动化控制技术的应用研究[J].中国电子商务, 2011,
自动轧钢 篇8
中天钢铁某轧钢厂是2007年5月建成投 产的工程 项目, 整个车间的用水及污水处理由该工程配套的水处理系统来实现。早期设计的为继电器控制, 存在故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点, 而PLC控制系统具有运行可靠性高、使用维修方便、抗干扰性强、设计和调试周期较短等优点, 因此, 2013年8月, 根据设计资料进行了电气控制系统的二次设计和改造, 包括自动化元器件设计选型、论证, 软、硬件设计选型、配置, 程序编写及调试等, 最终实现了整个系统的顺利投运。
1生产工艺流程
根据水处理系统设计水量分布及工艺流程, 水处理共包括3个区域, 分别是循泵房、一次铁皮沉淀池、化学除油器及污泥脱水间。其中循泵房包括3个水池, 分别是净环 水冷水池、浊环水冷水池、浊环水热水池以及冷却塔。净环水作为整个生产车间主要设备的冷却用水, 负责入炉辊道冷却、出炉辊道冷却、液压润滑站冷却、空调冷却、高温摄像冷却、中间运 输辊冷却、主/辅传动电机冷却以及加热炉冷却等;浊环水冷 水池负责 冲氧化铁皮、锯机系统冷却、粗轧机组冷却、精轧机组 冷却、夹送辊道冷却以及高压水除磷等;使用后的冷却水经过一次铁皮沉淀池、化学除油器以 及污泥脱 水间等流 入循泵房 浊环水热 水池, 通过水泵将浊环热水打到塔上, 经过冷却塔冷却, 进入浊环水冷水池进行循环利用;同时, 外部厂区生产净水管道不断 进行净水补给, 以保证整个系统的正常稳定运行。水处理系统循环率为94.86%。
循泵房水泵共分成5组, 第一组为应急 柴油泵, 主要在停电时为加热炉提供冷却用水, 作为事故应急用水, 不在该系 统控制内;第二组为501M、502M2台泵, 功率为30kW;第三组为503M、504M、505M 3台泵, 功率为160 kW;第四组为506M、507M、508M 3台泵, 功率为110kW;第五组为509M、510M、511M3台泵, 功率为45kW。其中, 净环水冷水池包括第二组和第 三组共5台泵, 浊环水冷 水池包括 第四组共3台泵, 浊环水热水池包括第五组共3台泵。另外, 冷却塔电机共6台, 功率分别为:2台37kW, 3台22kW, 1台11kW;电动蝶阀共15台, 0.18kW。
2自动化系统
2.1硬件组态
自动化系统整体配置如图1所示:包括操作员站上位机1台, 打印机1台, 交换机1台, PLC主站1个, ET-200M分站2个。
2.2以太网通讯模块
PLC通过交换机利用工业以太网与上位机通讯, 实现数据交换。工业以太网是为工业应用专门设计的, 它是遵循国际标准IEEE802.3 (Ethernet) 的开放式、多供应商、高性能的区域和单元网络。SIMATICPLC的工业以 太网通信 处理器用 于将PLC连接到工业以太网;该系统通讯模块选用CP343-1系列, 订货号:6GK7343-1EX30-0XE0/V2.0, CP343-1是用于S7-300的全双工以太网通信处理器, 传输速率为10 Mb/s。该系统采用TCP/IP通信协议, 模块的配置数据存放在CPU中, CPU启动时自动将配置参数传送到CP模块。
2.3交换机
该系统网络 交换机选 用菲尼克 斯系列优 质产品FLSWITCHSF6TX/2FX, 6电口、2光口, 满足系统生产 和扩容需要, 用于网络数据交换。
3PLC系统
3.1CPU
PLC是控制系 统参数设 定、设备控 制的核心 部分。该 系统硬件配 置采用西 门子S7-300作为主站 , 通过Profibus-DP现场总线 方式配带ET-200M分站的结 构模式。CPU选用带有MPI接口的CPU315-2DP, 订货号 :6ES7315-2AG100AB0, 具有中、大 规模的程 序存储容 量和数据 处理结构 , 对二进制和 浮点数运 算具有较 高的处理 能力 ;具有ProfibusDP主站/从站接口 , 可用于大 规模的I/O配置和建 立分布式I/O结构。
3.2电源模块
该系统电源 模块采用PS3075A, 订货号:6ES73071EA00-0AA0, 用于S7-300/ET-200M负载电源, 将电源电压转换为所需DC24V工作电压。
3.3ET-200M
ET-200M是高密度配 置的模块 化I/O站, 保护等级 为IP20, 可用S7-300 PLC的信号功 能和通讯 模块扩展。ET200M是Profibus-DP连接的被动站 (从站) , 最大数据传输速率为12 M位/s。
3.4输入/输出模块
输入/输出模块统称为信号模块 (SM) , 该系统共用到数字量输入模块8块, 订货号:6ES7321-1BL00-0AA0, 32点输入, DC24V, 用于连接标准开关量和二线制接近开关;数字量输出模块4块, 订货号:6ES7322-1BL00-0AA0, 用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器;模拟量输入 模块6块, 订货号:6ES7331-7KF02-0AB0, 用于连接电压和电流传感器、热电偶、电阻和热电阻。
3.5I/O 地址分配与接线
整理I/O表, 明确各I/O地址对应的现场信号。I/O点数估算时应考虑适当的余量。
主站地址分配 如下:5号槽:I0.0~I3.7;6号槽:I4.0~I7.7;7号槽:I8.0~I11.7;8号槽:I12.0~I15.7;9号槽:I16.0~I19.7。
分站地址分配如下:4号槽:Q0.0~Q3.7;5号槽:Q4.0~Q7.7;6号槽:PIW272~PIW287;7号槽:PIW288~PIW303;8号槽:PIW304~PIW319;9号槽:PIW320~PIW335。
4HMI系统
4.1操作员站设备选型
操作员站计算机选用了研华最新型的工业PC机一台。
4.2操作员站功能及画面
操作员站HMI作为生产数据监控、设备操作单元, 是人机对话的窗口, 具有如下功能:主工艺流程画面显示;设备控制的操作, 所有电机的启、停、点动和紧急停车控制;操作画面 和报警;设备运行状态监控;设备故障诊断控制;历史和报警数据查询, 趋势曲线显示、查询等。
该项目主要采用基于Windows平台的上位监控程序开发软件和PLC编程软件, 以PLC作为控制站、以上位机作为操作员站的结构, 构成满足现场生产过程功能要求的控制系统。其中PLC控制工艺设备的运行, 检测系统中各个生产设备的状态及工艺参数, 并按确定 的控制原 则对各个 设备进行 控制与调节。操作员站主要功能是操作人员通过上位机的实 时动态画面监控现场的生产状况, 并根据现场实际状况对生产过程进行必要的控制及干预, 还有一定的趋势分析、报警、历史趋势查询及报表输出等功能。
5程序编写
5.1程序编写要求
(1) PLC部分可以实现系统对控制的要求, 根据用水量的大小调整水泵开机的数量。可以用流量计或直接根据水泵 出水口算出流量, 再根据需 要的流量 大小来确 定开启的 水泵数量。开机时, 水泵要按照1号、2号、3号的顺序启动。
(2) 水泵和阀门具有联锁控制功能, 开机时, 先开水泵后开阀门;停机时相反, 先关阀门后关水泵。
(3) 指定其中任意一台为备用水泵, 当出现故障时, 备用水泵能够自动投入运行, 并发出报警。
(4) 每台水泵和阀门都具有机旁手动和PLC集中操作功能, 通过一个两档选择开关来实现切换, 即一侧为手动, 另一侧为自动;打到手动为在现场机旁操作, 用于检修或调试;打到集中时在上位机上操作, 通过PLC进行控制, 作为正常生产操作方式。
5.2程序编写
编程软件采用西门子STEP7, 利用STEP7的功能对整个控制系统进行组态、编程和监控、调试。
STEP7主要有以下功能: (1) 组态硬件, 即在机架中放置模块, 为模块分配地址、设置参数; (2) 组态通信连接, 定义通信伙伴和连接特性; (3) 使用编程语言编写用户程序; (4) 下载和调试用户程序、启动、维护、文件建档、运行和诊断等功能。
该系统PLC程序共包括主程序、组织块、功能块、数据块等部分。采用分块控制, 通过主程序进行调用的编程 思想, 利用梯形图语言根据工艺设计和控制要求进行程序编写, 实现工艺控制要求。
6系统调试
6.1硬件调试
现场调试前要全面检查整个PLC控制系统, 包括电源、接地、I/O连线等, 同时对PLC外部接线做仔细检查, 在保证整个硬件连接正确无误的情况下方可送电。
系统的调试是整个设计能否实现的关键, 可以用变量表来测试硬件, 通过观察CPU模块上的故障指示灯或利用 故障诊断工具来诊断故障。硬件模拟法是使用一些硬件设备 模拟产生现场的信号, 并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端, 进行测试。
6.2软件调试
在模拟调试合格的 前提下, 将PLC与现场设 备连接, 将PLC的工作方 式置为“RUN”。反复调 试, 消除可能 出现的问题。
使用变量表可以在一个画面中同时监视、设置和修改用户感兴趣的全部变量, 在变量表中可以赋值或显示的变量包括输入、输出、位存储器、定时器、计数器、数据块内的存储器和外设I/O。
基本步骤如下:
(1) 生成新的变量表或打开已存在的变量表, 编辑和检查变量表的内容。
(2) 建立计算机与CPU之间的硬件连接, 将用户程序下载到PLC。在变量表窗口中用菜单命令“PLC”→“Connectto”建立当前变量表与CPU之间的在线连接。
(3) 用菜单命令“Variable”→“Trigger”选择合适的触发点和触发条件。
(4) 将PLC由STOP模式切换到RUN-P模式。
(5) 用菜单命 令“Variable”→“Monitor”或“Variable”→“Modify”激活监视或修改功能。
在调试时应充分考虑各种可能的情况, 对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可 能的进展路线, 都应逐一检查, 不能遗漏。发现问题 应及时修 改梯形图和PLC中的程序, 直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器 或计数器的设定值过大, 为了缩短调试时间, 可以在调试时将 它们减小, 模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。
6.3联动调试
联动调试是对通过模拟调试的程序进行进一 步的在线 统调。联动调试过程应循序渐进、逐步进行, 如不符合要求, 则对硬件和程序作调整, 通常只需修改部分程序即可。全部调试通过后, 经过一段时间的考验, 系统就可以投入实 际运行了。试运一定时间且系统运行正常后, 可将程序固化在存储器 中, 做好备份。
7结语
该项目投运后, 实现了PLC控制, 满足了工艺要求, 运行可靠;满足了实际生产 要求, 保证了整 个车间冷 却用水, 意义重大, 经济效益可观。
参考文献
[1]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].机械工业出版社, 2005
[2]苏昆哲.深入浅出西门子WinCC V6[M].第2版.北京航空航天大学出版社, 2004
[3]崔坚.西门子工业网络通信指南[M].机械工业出版社, 2008
[4]吕卫阳, 徐昌荣.PLC工程应用实例解析[M].中国电力出版社, 2007