軋機(jī)喂料系統(tǒng)的自動(dòng)化控制

王會(huì)良

摘 要：針對(duì)軋機(jī)喂料設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝要求，以西門子S7-300PLC為核心控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了喂料小車位置的精確實(shí)時(shí)檢測(cè)，從而控制支撐銅坯支撐臂的起落。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)控制精度高，操作便捷，很好的滿足了生產(chǎn)工藝的要求。

關(guān)鍵詞：軋機(jī)喂料系統(tǒng)；自動(dòng)化控制

一、軋機(jī)喂料設(shè)備的生產(chǎn)工藝及操作要求分析

本公司軋機(jī)喂料系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首條鑄軋法銅管生產(chǎn)工藝生產(chǎn)設(shè)備，產(chǎn)品規(guī)格最大外徑可達(dá)120mm，單根產(chǎn)品重量可達(dá)1噸。由于產(chǎn)品原材料為紫銅，每根銅坯的重量較重，材料性能本身硬度較低，管材在達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)更易發(fā)生彎曲變形，所以在軋機(jī)生產(chǎn)過程中必須考慮軋機(jī)的喂料和銅坯變形的預(yù)防和保護(hù)。因此需要設(shè)置銅管在軋制過程中的喂料系統(tǒng)和小車位置檢測(cè)的支撐控制系統(tǒng)。

二、喂料自動(dòng)控制系統(tǒng)主要概述

1.自動(dòng)控制系統(tǒng)概述?；谇笆鲋崩瓩C(jī)設(shè)備的生產(chǎn)工藝及操作特點(diǎn)，本套自動(dòng)控制系統(tǒng)選取西門子中型PLC S7-300系列的313C-2 DP作為控制系統(tǒng)的核心，該系列PLC是西門子作為中大型應(yīng)用場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的，可與其他功能模塊進(jìn)行靈活的組合和擴(kuò)展，控制系統(tǒng)內(nèi)集合PROFIBUS-DP，RS422/485工業(yè)以太網(wǎng)等多種通訊接口，可以方便的與其他變頻器，WINCC人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)等智能設(shè)備和儀表進(jìn)行通信。采用西門子分布式I/O模塊ET 200M作為從站，控制附屬設(shè)備的運(yùn)行。

2.WINCC人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介。為達(dá)到高效便捷的生產(chǎn)工藝參數(shù)設(shè)置與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)信息的采集和顯示，本設(shè)備采用西門子WINCC人機(jī)界面組態(tài)軟件作為監(jiān)控系統(tǒng)。SIMATIC WinCC 是公司垂直集成交換信息的基礎(chǔ)，具有良好的開放性和靈活性，它采用了工廠智能，助力用戶實(shí)現(xiàn)更大程度的生產(chǎn)過程透明化。

三、 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本自動(dòng)控制系統(tǒng)由西門子S7-300PLC作為主站，建PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，ET 200M作為從站，西門子S120系列數(shù)字變頻器作為驅(qū)動(dòng)單元，西門子SIMODRIVE SENSOR從站作為拉拔小車位置檢測(cè)單元，WINCC人機(jī)界面組態(tài)軟件作為參數(shù)設(shè)定與信息顯示單元，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2.系統(tǒng)控制要點(diǎn)。本系統(tǒng)的控制重點(diǎn)在于喂料小車的位置實(shí)時(shí)檢測(cè)，支撐系統(tǒng)的控制。主要有西門子S120變頻器控制喂料小車的運(yùn)行速度，有西門子絕對(duì)值編碼器來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)喂料小車的位置，從而及時(shí)有效的控制支撐系統(tǒng)的每個(gè)支撐臂的有序動(dòng)作，從而達(dá)有效喂料完成整個(gè)軋機(jī)工藝執(zhí)行的目的。在整個(gè)過程中，喂料小車的速度設(shè)定，位置監(jiān)控，支撐臂的動(dòng)作步驟，均可以在WINCC畫面中實(shí)時(shí)顯示，從而有效的達(dá)到我們的設(shè)計(jì)目的。

3.支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本喂料系統(tǒng)對(duì)于銅坯支撐的設(shè)計(jì)采用支撐臂系統(tǒng)控制，由15個(gè)氣缸帶動(dòng)15個(gè)支撐臂動(dòng)作，每個(gè)支撐臂隔1.5米，每個(gè)支撐臂均勻間隔設(shè)置。當(dāng)喂料小車往前運(yùn)行時(shí)，在喂料小車即將到達(dá)該支撐臂時(shí)，該支撐臂落下，當(dāng)小車通過以后，支撐臂抬起；當(dāng)喂料小車工作完成工作返回時(shí)，返回即將到達(dá)支撐臂時(shí)該支撐臂落下，當(dāng)喂料小車通過后支撐臂抬起。支撐臂只在小車通過時(shí)動(dòng)作，其余時(shí)間一律呈水平抬起狀態(tài)。根據(jù)工藝要求實(shí)際生產(chǎn)中喂料小車的速度是在一定范圍內(nèi)任意可調(diào)節(jié)的，因此喂料小車的位置是實(shí)時(shí)變化的，而支撐臂的位置是固定不變的，因此在PLC程序中必須實(shí)時(shí)的檢測(cè)喂料小車的位置，從而及時(shí)的給支撐臂觸發(fā)有效的控制信號(hào)，這樣已達(dá)到精確控制的目的，從而避免喂料小車撞壞支撐臂。

四、結(jié)語

軋機(jī)喂料系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是集合可編程控制技術(shù)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、過程控制技術(shù)、WINCC人機(jī)界面監(jiān)控技術(shù)于一體的自動(dòng)監(jiān)控管理系統(tǒng)。系統(tǒng)將高性能高可靠性的控制設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集設(shè)備和執(zhí)行設(shè)備有機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各部分的信息共享和協(xié)調(diào)工作，從而完成綜合檢測(cè)與管理的功能，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，滿足生產(chǎn)工藝要求，操作性能簡(jiǎn)單方便。本設(shè)備已穩(wěn)定運(yùn)行近3年，為公司創(chuàng)造了大量的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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