纵切计量控制系统优化-.doc

纵切计量控制系统优化研究纵切线主要是实现纵切和重卷功能，同时还要完成分卷和挽救作业，以适应市场需求。纵切计量控制系统出现计量错误是影响我厂产品形象和产品信誉的一个重要因素，主要原因是在生产过程中由于操作失误经常使同一个卷被确认计量两次，卷号和卷重依次错位。导致出现批量计量异议。造成计量错误的因素很多，我们主要针对纵切计量控制系统的优化进行研究。1、系统组成及系统的控制策略l 纵切计量控制系统主要由纵切PLC、电子称，重量显示屏，称重操作台，带Profibus-DP接口的电子显示仪等组成。l 纵切计量控制系统电子秤安装在卸卷步进梁第二个卷位上，步进梁运送钢卷到此卷位打捆后，步进梁下降钢卷落在电子称上称重。当称重时，重量显示出来后，操作人员在称重操作台进行重量确认。自动化系统将该钢卷信息与重量自动打印到成品标签上。称重完毕后，自动化系统自动将该钢卷的重量添入存储在服务器内的生产计划表内，以便生产统计用。l 纵切计量系统与L3、HMI、纵切PLC系统之间的通讯采用的是Profibus-DP网络通讯协议和Ethereale网络通讯协议。下图为纵切机组自动化控制系统的结构示意图：2、纵切计量控制系统存在的问题2.1环境因素对纵切计量控制系统的影响由于纵切线称重区域环境恶劣，粉尘、杂物、油污、捆带等严重影响着计量控制系统现场检测元件的正常工作，如磁尺、接近开关、电子秤、压力传感器等极易损坏。特别是接近开关安装在步进梁上，由于现场机械设备晃动，接近开关被严重撞坏。2.2计量控制系统设计的缺陷2.2.1 DC24V电源计量控制系统称重区域控制箱的直流24V电源既是模板电源又是现场检测元件供电电源，同时现场使用的电源回路没有安装保险，当现场电源线路出现“接地”或“短路”时，致使控制箱的直流24V电源跳，维护人员分析处理故障难度大.2.2.2 计量信息传送功能计量信息传送主要由计量控制系统的称重操作台进行重量传送，称重操作台通过Profibus-DP网络将成品卷信息传递给纵切基础自动化PLC系统，PLC系统在通过Ethereale网络传送给 HMI系统，HMI系统再传送给L3系统。由于Profibus-DP网络接口的备品备件已经升级不再生产，现场元件运行不稳定，Profibus-DP网络系统容易出现故障，重量信息不能正常传送，作业线通讯中断，液压、润滑系统出现跳泵的现象。2.2.3计量信息确认功能l 纵切计量控制系统的计量信息确认装置安装在称重操作台上，每称一个卷操作人员都要对重量进行人工确认后再按操作台上的称重确认按钮，该卷重量信息才能通过Profibus-DP网络传送，制票人员再根据生产任务单确认该卷重量和卷号无误后再打印到成品标签上。由于PLC系统程序中对重量确认采用的是无条件确认，所以在生产中当操作、制票人员对同一个卷确认计量两次时，卷号和卷重将依次错位。导致出现批量计量异议。l 当称重装置上有卷时，由于电子称上没有保护隔离，操作人员常常将打捆人员和打捆设备一起确认计重，造成成品单卷重量信息与实际卷重不符。l 纵切PLC通过工业Ethereale网络将重量信息传送给 HMI系统，HMI系统再传送给L3系统，在传送过程中当HMI系统主画面和系统参数设置画面进行切换，及易造成同一卷重量被再次传送给L3系统。3、改进措施3.1现场环境由于粉尘、杂物、油污、捆带多，加上检测元件的安装在步进梁上，元件线路在设计上没有保护措施，检测元件的线路杂乱，油污、捆带多，极易造成线路被拉断和连接处接地等故障，针对这一问题，利用检修待料时间对线路走向进行改进，并新增分线盒，加强检测元件线路保护，这样大大降低了故障率，降低了维护人员的劳动强度。由于步进梁机械设备晃动，接近开关被严重撞坏。针对这一情况，对现场的接近开关的安装方式进行改进，使用槽钢作为安装底座，并对检测元件进行换型，将国外件替换为国内光电开关。这样不但降低了检测元件备件费用，保证了检测的可靠性，同时降低了故障率。示意图如下:3.2 DC24V电源将计量控制系统的控制箱模板的直流24V电源与现场检测元件供电电源分开，同时在现场的电源回路上安装保险，特别是现场磁尺的电源回路中安装带指示的保险，当现场检测元件的电源线路出现“接地”或“短路”故障时，不致影响整个控制箱的直流24V电源，同时由于使用了带指示的保险（当保险烧断时，红灯亮），维护人员能立即判断故障点，及时处理故障，降低了故障处理难度。示意图如下：3.3计量信息传送功能经咨询计量称重操作台的Profibus-DP网络接口模块升级产品有备品备件，更换Profibus-DP网络接口模块，更换后计量信息传送和作业线运行没有在出现通讯中断的现象。3.4计量信息确认功能计量信息的确认主要在操作台通过按扭进行确认，PLC系统程序中对重量确认采用的是无条件确认，所以对重量信息确认程序控制逻辑进行优化。当前钢卷计重后，利用卸卷步进梁的前进、后退、上升、下降到位的检测元件，使钢卷在卸卷步进梁上必须走完一个循环步距后第二个卷计量才有效。既当钢卷重量第一次确认传送给L3后该卷号的重量被PLC锁定。如果当前钢卷没有被运走操作和制票人员即使误操作，PLC也不会传送当前钢卷的重量给L3。只有卸卷步进梁将当前钢卷完全移送出电子秤并完成一个循环步距时，PLC才能对计量程序解锁，第二个钢卷计量才能有效。为了使操作人员能准确判断步进梁循环到位情况，在称重操作台上安装步进梁前进、后退、上升、下降一个循环周期到位指示灯，在PLC程序中增加步进梁循环到位判断和显示程序。从而在根本上解决卷号和卷重依次错位这个问题，有效的杜绝了批量计量事故的发生。编程如下：M4043M4071SM4048M4071RM4071I2873M4046M4072RM648M4072SM4072I4116I2034I2034I4116VMERDAMMT271ADRMCONST39CONST118780R273MULINTI1M648I2R273CONST5QINTTOREALINQR271M9301M9302Q2024I2870为了避免将打捆人员和打捆工具的重量确认到钢卷重量中，在电子称安座上增加隔离防护措施，即在电子称两边加计量保护盖板，打捆人员和工具只需在保护盖板上工作，杜绝了成品单卷重量信息与实际卷重不符的问题。计量保护盖板示意图如下：3.5画面切换引起的计量问题解决为解决重量信息传送过程中 HMI系统由主画面切换到系统参数设置画面造成的同一卷重量被再次传送给L3系统的问题。将主画面脚本程序写入L3中，避免了HMI刷新造成的计量传输错误。下图为HMI系统画面选择窗口：4、纵切计量控制系统优化效果经过对计量控制系统的多方面改进优化，杜绝了计量错误的发生；对Profibus-DP网络接口模块升级改造后，Profibus-DP网络系统没有出现因为通讯中断而出现液压润滑系统“跳泵”的现象。不但有效的杜绝了由于人为原因造成的计量错误。而且避免了由于重量不附引起的计量异议，提高了我厂产品的信誉和形象，减轻了操作、制票人员的劳动强度。M4043M4071SM4048M4071RM