PLC在轧机自动化控制系统中的应用

1、 PLC在轧机自动化控制系统中的应用准确性,有利于降低工厂低层设备之问的电缆连接成本,易于安装、维修和扩充,能及时发现故障,便于及早处理。4控制系统软件4.1控制系统软件分类控制系统软件包括下位机控制软件和上位机人机界面软件。下位机软件:STEP7V5.3:完成系统硬件组态和编程,用来完成生产过程的全部任务,包括: PID的控制组态,流量累计,开关点的设定,模拟信号量的采集等等,再将编写好的程序载人S7400CPU 内部,完成相应的控制功能。上位机软件:WlNCC6.0:Wincc是Windows环境下面向对象的32位工业控制组态软件.可将生产过程中的状态以图像、文字、棒图、曲线或报警形式清楚

2、地表达出来。它同时能够将所发生的事件、过程数据记录下来,供历史数据查询使用。Wincc是一个全面开放的系统,通过OLE和ODBC很容易将其他控件集成到应用软件中。也可通过DDE方式与其他应用程序进行通信。在本项目中,在该工程中还使用了下列三种软件包:高速计数模块软件包。用来完成压下计量任务:闭环控制软件包,用来实现闭环控制问题:模糊控制软件包。用来实现轧制摩模型的计算和优化控制。并通过CP5611卡与下位机S7400PLC进行数据通讯,S7400通过以太网与过程控制计算机(上位机交换数据,使通讯程序和组态软件构成一个完整的系统,确保系统的高效率运行,并实现现场实时监控画面、PID控制调节、历史

3、趋势查询、报警显示、数据保存、报表打印等等。4.2控制程序设计PLC软件设计STEP7采用全符号化的梯形图编写,STEP7编程语言提供了非常丰富的指令集,它使复杂功能的编程变得简单快捷。提供了结构化的程序设计方法:STEP7以块形式管理用户编写的程序和数据,可以通过调用语句将它们组成结构化的用户程序.增加了程序的可读性和易维护性。系统为用户提供了大量预先编制的功能块,用户可直接使用使用这些功能块。从而大大缩短了编程时间。数据采取集中存贮方式,仅需输入一次所有的软件单元即可得到符号由一个统一的符号表进行管理,本工程范围的所有工具均可使用。设计程序时充分考虑了系统的资源,尽量减少程序逻辑扫描时间,

4、提高控制的实时性。由于控制功能复杂,功能模块中多,以l#PLC的电机控制模块的运输机子程序为例说明程序的设计规则,其控制软件流程如图3所示。图3运输机于程序流程图WinCC监控软件设计wINCc可实现的功能有:与下位s7400和传动装置的通讯。各种监控画面的切换,根据轧机的工艺要求,控制系统的监视程序制作了10多幅监视控制画面。每幅画面都能方便切换。用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况,以及现场的状态参数。用模拟仪表、趋势图、曲线、柱状图动态显示参数的实时变化情况,使生产管理人员能够快速、清晰地了解整个系统的生产运行情况,及时对设备进行控制。各台上位机通过联网,各自的画面也能互相操作。数据

5、查询,可查询各种设备的运行状态,确认设备是否处于正常工作状态。查询各种流量计的流量和流量累积值。查询标签的历史数据库存储生产过程数据,供统计分析使用。并可根据生产的实际需要打印相关报表,工作人员可以定期把历史数据库备份到其他存储介质,以便查询。利用数据库中的数据进行比较和分析,得出有用的经验参数,可优化轧纸机工艺的闭环控制。设备报警,当设备出现故障时,如纸机断纸、液位过高等报警状态栏中就会出现提示报警.报警状态栏根据报警设备的优先级显示不同的报警颜色,提示操作员及时处理。(下转第62页58影响电火花成形加工质量的工艺性因素分析合理安排加工工艺在电火花成形加工中,宜采用粗、中、精逐档过渡的加工方

6、法。电加工后增加喷丸强化、研磨抛光或精磨工序喷丸强化可使工件表面材料塑性变形而导致冷作硬化,可改变表面残余应力状态和分布,使残余拉应力转变为压应力,提高加工表面硬度和耐磨性。用研磨抛光或精磨方法,可除去表面变质层。但缺点是不能改善应力区的应力分布状态,消除残余拉应力。4.5表面波纹问题用电极平动法加工型腔时,在底部圆弧或斜面处易出现细丝及鱼鳞状的凸起,即波纹。它严重影响电火花加工的表面质量。可从以下几方面考虑减小或消除波纹:减少石墨电极的使用由于石墨材料颗粒粗、组织疏松、强度差。会引起粗加工后电极表面产生严重剥落现象f包括疏松性剥落、压层不均匀性剥落、热疲劳破坏剥落、机械性破坏剥落,石墨电极表

7、面剥落现象经过平动修整后会反映到工件上,即产生了波纹。合理选择电规准参数由于粗加工后电极表面粗糙度值很大,中、精加工时电极损耗较大,故在加工过程中工件上粗加工的表面不平度会反拷到电极上,电极表面产生的高低不平又反映到工件上,就产生了波纹。合理确定冲油孑L位置若冲油孔开设得不合理.排屑情况不良。则蚀除物会堆积在底部转角处,这会助长波纹的产生。利用电极平动平动加工时,加工底面相对错位量大,加工斜面或圆弧相对错位量小,故平动运动对底面和斜面或曲面的“波纹”消除效果不同。平动运动能有利于消除底面波纹.但对斜面或曲面仅能减少,却无法消除。5结束语通过以上分析,要提高电火花成形加工的质量,必须从加工精度、

8、表面粗糙度、表面变质层、表面波纹度等几方面综合考虑。影响加工质量的因素很多,但只要对其进行系统分析和科学分类。就可以对这些复杂而零乱的因素进行控制与调整,提高加工工件的质量。参考文献1曹凤国.电火花加工技术【M.北京:化学工业出版社,2005.2周旭光等.特种加工技术【M】.西安:西安电子科技大学出版社,2004.【3】郭永丰,白基成,刘晋春.电火花加工技术【M.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.2005.作者简介:南欢(1965,男,工程师,讲师,主要从事机械制造、模具类专业教学与研究工作.(收稿日期20060523(上接第58页5结束语本系统由于采用了S7400PLC进行控制,系统功能完善,结

9、构先进合理,能耗小,扩展灵活,便于维护,还极大地提高了企业的生产效率和经济效益,。模块化的设计和各种通用、专用模块使系统配置变得简单,其丰富的指令给软件设计带来很大的方便.其硬件结构的工作可靠性及良好的抗干扰性能.保证了系统的可靠工作。经过调试、运行,该系统运行情况良好,可稳定运行在1000m/min,成品质量达到了工艺要求。参考文献1华建新,王贞祥.全连续式冷连轧机过程控制【M.北京:冶金工业出版社.20002】王国栋,刘向华,王军生.冷连轧计算机控制系统J】.车L钢, 2003,20(5(收稿日期200603一0862 PLC在轧机自动化控制系统中的应用作者:邹冰冰, ZOU Bing-b

10、ing作者单位:佳能大连办公设备有限公司LBP技术课,大连,116600刊名:航空精密制造技术英文刊名:AVIATION PRECISION MANUFACTURING TECHNOLOGY年,卷(期:2006,42(5引用次数:0次参考文献(2条1.华建新.王贞祥全连续式冷连轧机过程控制 20002.王国栋.刘相华.王军生冷连轧动态变规格控制期刊论文-轧钢 2003(5相似文献(10条1.期刊论文贠正星.YUN Zheng-xing PLC系统在南非铝铸轧机控制中的应用-有色设备2009(3简单介绍铝铸轧机生产工艺、发展过程及PLC系统基本概念和功能特点,重点结合为南非HULAMIN公司生产

11、的铸轧机设备,说明PLC系统在硬件配置、PROFIBUS网络组成及程序编写结构等方面的应用情况,总结了南非铸轧机PLC系统的特点.2.期刊论文彭汉荣.Pen Hanrong硅钢三号轧机电气PLC控制系统分析-武汉工程职业技术学院学报2003,15(2硅钢厂三号森吉米尔轧机是一九九五年从日本日立公司引进的设备,这台新轧机与原来70年代引进的二台老轧机相比,工艺和机械部分没有原则上的变化,但在电气控制系统方面,不论驱动方式,控制方式及工艺操作方式上,有着很大的改变,特别是PLC控制技术,处于九十年代初的先进水平,具有系统运行稳定,信息量丰富,利于生产和维护的特点.3.期刊论文朱玉权.ZHU Yu-

12、quan PLC在铝轧机电控系统改造中的应用-机电工程技术2005,34(8概要介绍了SIEMENS S7-200系列可编程序控制器在铝轧机电控系统改造中的应用.文中对该系列控制器的性能特点及在工业现场的适用性作了较充分的描述.4.期刊论文金龙国.于会敏.韩召90mm实验型四辊可逆轧机多档张力PLC控制系统-微计算机信息(测控仪表自动化2004(3绍了由西门子S7-300PLC和工业PC机组成的四辊可逆实验冷轧机计算机控制系统的硬件配置和软件组成,详细说明了该系统的过程数据测量、多档张力控制、监控与数据采集和以此为基础构成的实验计算机系统.5.期刊论文张祥军多档张力PLC控制方案在90mm实验

13、型轧机中的应用-电气自动化2004,26(2本文介绍了由西门子S7-300PLC和工业PC机组成的四辊可逆实验冷轧机计算机控制系统的硬件配置和软件组成.详细说明了该系统的过程数据测量、监控与数据采集和以此为基础构成的实验计算机系统,着重介绍了多档张力控制在本系统的实现方案.6.期刊论文刘俊怀.LIU Jun-huai PLC在金堆城钼业集团有限公司轧机自控系统中的应用-中国钼业2006,30(2结合SIMATIC S5-115U型PLC的特点以及钼业公司轧机系统的特殊要求,介绍了PLC在钼业公司轧机系统中的应用.7.期刊论文张家冰.ZHANG Jia-bing基于PLC的四辊轧机轧辊偏心补偿系

14、统-重型机械2006(6轧辊偏摆是影响轧制成品厚度精度的主要干扰因素,本文介绍了一种用PLC对轧辊偏心实现记忆和补偿的方法,分析了补偿原理,给出了程序框图,对设计新型轧机或改造旧轧机都具有现实意义.8.会议论文凡明.王建梅.黄庆学轧机油膜轴承实验台控制系统的研究2008根据轧机油膜轴承实验台的测试要求,介绍了用于大型轧机油膜轴承参数测试的控制系统设计方法,开发了基于PLC的控制系统,通过工控机与PLC通信的方式实现了油膜轴承试验台系统参数的测试,同时实现了轴承速度、压力、油温,流量值等参数的测试.实际使用证明该控制系统具有可靠性高、使用方便、自动化程度高等优点,数据采集界面友好已投入使用且运行

15、良好.9.学位论文张帆基于PLC的金属带轧机控制系统开发2004金属带式无级变速器(CVT是近十多年来在国外兴起的一种新型的无级变速传动.它采用V型金属带代替V型胶带,从而使得无级变速器的机械性能得到了明显的改善.在国外,它已经成为汽车工业的核心技术之一.欧洲、日本等国家先后开发了以金属带式无级变速器为核心的自动变速汽车.然而,由于这项技术的商业化时间较短,目前国内尚无采用金属带式无级变速器的汽车生产.随着中国把汽车工业列为支柱产业,以及业界人士对这一新技术的普遍关注,金属带式无级变速器技术被列为国家重点攻关项目.其中,东北大学主要负责金属带的加工工艺及设备的研究.从CVT的发展历程可知,由于

16、金属带大量生产过程的复杂性,CVT商品化经过了一个极为漫长的过程.金属带是CVT的核心部件,由摩擦片和闭式金属环带组成,金属带轧机是加工金属环带的专用机床,该课题所做的工作是金属带轧机的控制系统的开发.所作的具体工作如下:(1在分析金属带轧机控制功能要求的基础上,提出了基于PLC的控制系统的解决方案.既保证金属带轧机工作的可靠性,又便于今后功能的扩充和改进.(2从金属带的使用和轧制工艺的过程特点出发,分析金属带几何尺寸控制的方法,提出了以控制带长为核心,综合控制带厚的控制模型.因为金属带带长与带厚是互相关联的两个参数,无法实现独立的控制.而其中带长的控制较严格,控制要求也比较明确.采用光栅尺作为检测元件,通过对PLC的高速中断口编程实现位移检测.即可实现对带长的控制