8MN快鍛機組電氣控制系統(tǒng)

[摘 ?要]全新設計8MN快鍛機組及操作機等電氣控制系統(tǒng)，8MN快鍛機主泵電機采用軟啟動器啟動，更換快鍛機組所有電器柜及操作臺。

[關鍵詞]電氣控制;軟啟動器;PLC

中圖分類號：TG315.41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0028-01

一、8MN快鍛機組原有電氣控制系統(tǒng)介紹

8MN快鍛機組原有程序控制系統(tǒng)采用華光可編程序控制器（即PLC控制），此控制器只能對開關量和模擬量進行處理，不能對數字量進行運算控制，因此要求計算機具備運算能力并且進行控制。快鍛機組尺寸控制采用光電旋轉編碼器，編碼器數據輸送到計算機中，計算機在dos系統(tǒng)下進行運算處理來實現鍛造尺寸控制，編碼器與計算機之間連接經常出現信號干擾現象，導致8MN快鍛機組尺寸不準，修理與控制困難，嚴重影響鍛軸尺寸。

為了保證8MN快鍛機組工作性能安全可靠、維修維護方便，因此要求采用SIMATIC S7-400 PLC高性能可編程序控制器進行控制，采用工業(yè)一體機進行參數修改及畫面監(jiān)控，下面將重點介紹8MN快鍛機組電控系統(tǒng)改造的相關內容。

二、8MN快鍛機組電氣控制系統(tǒng)

1.8MN快鍛機組電控系統(tǒng)改造設計原則

隨著現場設備智能程度的不斷提高，自動化控制系統(tǒng)的分散程度也越來越高。工業(yè)控制系統(tǒng)正由分散式自動化向分布式自動化演進。系統(tǒng)采用網絡技術，系統(tǒng)本身再構成監(jiān)控機和PLC的二級總線型網絡系統(tǒng)。

2.8MN快鍛機組電控系統(tǒng)構成

根據本機組的工藝和設備要求，電控系統(tǒng)由電源控制系統(tǒng)、工程師系統(tǒng)、操作員接口系統(tǒng)、總線系統(tǒng)構成。

整個機組的信息網絡控制系統(tǒng)采用PROFIBUS-DP通信總線，系統(tǒng)可靠性高、開放性好。設備監(jiān)控層基于MPI總線，組建方便。通訊速率達187.5K/s， MPI允許主-主通信和主-從通信。整個機組的自動控制系統(tǒng)以SIMATC S7-400系統(tǒng)為基礎組成的分布式I/O控制系統(tǒng)。分布式I/O適用于距離遠，對數據可靠性要求較高的應用領域。使用了分布式I/O方式的ET200M，大大減少了操作臺、現場I/O點控制電纜的長度，同時也縮短了數字量、模擬量信號的傳輸路徑，降低了信號的損失和衰減，提高了信號的可靠性和準確性。但因其為總線型通訊結構，站間通訊，相應降低了控制系統(tǒng)的實時性。針對快鍛這種每分鐘鍛打80～85次的設備來說，實時性是非常重要的，只有高速響應的PLC才能達到要求。

根據設備的布置情況，本系統(tǒng)設置4個分布式I/0從站，分別控制主操作臺、泵站、輔機和操作機。

2.1.主泵站控制系統(tǒng)

主泵站控制系統(tǒng)主要是壓機泵站電機控制和充液罐液位控制等，電控系統(tǒng)中，3臺主泵采用西安西馳250KW軟啟動裝置啟動，使用1拖3方式啟動，一臺主泵軟啟動完成后，旁路到工頻，再用軟起啟動下一臺主泵。

2.2.壓機、輔機控制系統(tǒng)

根據快鍛的工藝要求，按壓機的動作順序及精度要求，對壓機各執(zhí)行機構及運料回轉車、升降旋轉臺實施控制。

2.3.操作機控制系統(tǒng)

作為機組的一部分，操作機的控制系統(tǒng)是主系統(tǒng)的一個從站。就地控制操作機的液壓系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。配合壓機動作實現各種工藝功能，如鉗口的開合、旋轉、升降、左右擺等，操作機的進退等。

2.4.機組狀態(tài)檢測系統(tǒng)

機組狀態(tài)檢測系統(tǒng)對機組各個設備及裝置的位置、狀態(tài)（如行程、壓力、溫度等）非電量參數進行檢測，并以電的形式反饋給控制系統(tǒng)。

3.電控系統(tǒng)設備組成及應用軟件

電控系統(tǒng)設備組成為：控制電源柜、PLC控制柜、二次儀表及比例放大器柜、主操作臺、工程師系統(tǒng)計算機臺、地下室輔助操作臺現場監(jiān)視器及其控制器、端子箱組。工程師系統(tǒng)計算機配置SIMATIC STEP7和SIMATIC WinCC;操作員接口系統(tǒng)使用SIMATIC WinCC計算機操作編程。

三、8MN快鍛機組的調試

8MN快鍛機組調試分為主機部分、操作機部分、輔機部分、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)的調試。

1.電氣部分初步調試

確定接線正確無誤后，系統(tǒng)上電，各組電源輸出電壓正常;調整PLC各站參數，使PLC系統(tǒng)各分布站通訊正常;調整各操作面板、上位監(jiān)控計算機通訊參數，使其通訊正常;調試PLC系統(tǒng)，使所有輸入、輸出信號采集、輸出正常;調整各儀表參數，使各儀表工作正常。

2.液壓系統(tǒng)初步調試

檢查各管道連接、固定正確無誤;加注清洗油對系統(tǒng)及管路進行清洗，清洗完成后加注液壓油，開啟循環(huán)系統(tǒng)，使循環(huán)系統(tǒng)工作正常;供液泵、輔助油泵等進行壓力測試;主油泵進行壓力測試;各油缸試動，保壓，保證各控制閥動作靈活、可靠，功能正常。油缸、管道無滲漏。油缸動作平順無沖擊。

3.主機部分初步調試

調整主機各部，使主機各導向間隙合適，動作無卡阻，工作正常。

4.輔機初步調試

調整各輔機，使各輔機動作到位，工作正常。

5.操作機初步調試

操作機作為一個整體系統(tǒng)調試，先調電氣、液壓部分，油泵工作正常，閥門動作正常。再調操作機的各種動作，如前進后退，鉗口松夾、旋轉、左右移動、前傾后傾及回彈等。

6.系統(tǒng)聯調及試生產

8MN快鍛機組各部聯動調試，主機與操作機、上下料小車、旋轉升降臺等聯動，精調各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，達到設備鍛造精度要求，整體設備空運行結束后，進行設備熱鍛造調試，熱鍛造調試后進行了試生產，通過批量試生產完全滿足生產工藝要求。

四、結束語：

8MN快鍛機組調試歷時1個月，調試過程中解決了所有安裝存在的問題，按預期完成了快鍛機組電氣部分改造任務，滿足了車軸鍛造生產需要， 8MN快鍛機組電氣控制系統(tǒng)改造達到了預期效果。

參考文獻

1李道霖《西門子系列電氣控制與PLC原理及應用》第二版 電子工業(yè)出版社

2趙景波等《西門子S7-300/400PLC快速入門手冊》化學工業(yè)出版社

3徐灝《機械設計手冊》一、二、三、四、五冊 機械工業(yè)出版社

作者簡介：王樹忠，男，1973年生，工程師，現從事設備管理、設備技術工作（工業(yè)控制中自動化儀表改造與應用工作）。