S7-300在無錫某弧形連鑄機中的全自動化控制應用

1． 工藝概述

超低頭板坯連鑄機

近年來，由于純凈鋼水生產技術的完善，為小半徑連鑄機生產無大型夾雜物內弧偏聚的鑄坯創造了有利條件，由于多點矯直及連續矯直技術的發展，使過去必須進行全凝矯直的裂紋敏感鋼可以帶液心進行矯直，連鑄機半徑不再成為限制拉速的因素。在這種技術背景下，一種小半徑（R=3.5--8米）的弧形多點矯直的板坯連鑄機被認為是一種新的更有吸引力的板坯連鑄機機型。由于這種機型設備高度較一般弧型板坯連鑄機（R=8--12.5米）更低，鋼水靜壓力更小，因此被稱為超低頭板坯連鑄機

2． 控制概述

西門子PLC控制在各行業尤其是冶金行業，已經具有成熟的控制技術。在低端產品和高端產品上，都以其控制系統穩定的性能、容易擴展的網絡架構、設備間的充分兼容性和適中的價格在各個領域被廣泛的應用，具有很高的性價比。弧形連鑄機的控制單元甚多，涉及機、電、儀、液、自動化。本文從系統的合理分區域控制、控制技術的規范以及合理可靠的控制方式上介紹系統配置和軟件設計。

二． 控制系統設計

這套連鑄機包括控制系統由馬鞍山卡斯特工程技術有限公司設計、調試，實踐證明該系統具有穩定性高、可操作性強、維護方便以及完善的自動化程度控制理念，系統可以從一下三個方面介紹其硬件設計思想。

1． 控制系統介紹

該系統設計I/O點在1000左右，PLC采用集中控制，不采用遠程控制單元的方式進行配置。在控制方式的設計上分為機旁和遠程控制，遠程上又有手、自動控制，實現自動化操作。設計上I/O點全進PLC系統，故簡化了電氣設計,但對控制系統的穩定性配置和軟件設計提出更高的要求。

分區域，單區域獨立PLC控制，各PLC間采用對等網連接、profibus－DP接口、FDL協議通訊進行數據交換。兩臺HMI終端以及現場一臺觸摸屏。

PLC跟變頻器是硬接線信號實現開關和模擬量信號控制

2． 硬件配置

PLC采用高性能315-2DP，結晶器PLC是314PCU。結晶器是一套獨立系統，跟主系統PLC采用對等網連接、FDL協議交換數據，而結晶器控制本身有兩個200的PLC，通過MPI接口構成MPI網絡。

本配置擴展模件是IM360/361架構，配置中用到特殊的8通道脈沖計數模件FM350-2,用來跟蹤流線生產長度，以達到自動跟蹤控制的目的。

觸摸屏采用韓國M2I公司的5SAD系列7.5英寸屏幕。

三． 軟件設計

1． 區域控制

在工藝的基礎，進行合理的分區域控制：二冷自動配氣配水、中包聯鎖控制、液壓站控制、流線跟蹤與同步控制、切割區域輥道、引錠桿控制、結晶器控制以及輔助控制。

2． 聯鎖控制

1）一個單元聯鎖報警的控制思想：通過反饋的運行信號經過程序處理判斷該單元回路的好壞。

2）單元間的聯鎖控制思想：必須從人身安全和設備壽命與安全考慮，全面的收集聯鎖信號，對重要和非重要的信號進行歸類，實現緊急處理或是緊急停機的功能，最大程度的滿足生產需要。

3）系統聯鎖信息的歸類：要實現自動化程度的安全生產，必須全面的歸類整個系統的直接和間接信息，實現系統的可操作性、完善性。

4）跟蹤與聯鎖控制：通過編碼器的反饋量轉換成即時速度并累計澆鑄長度，再通過計算實現不同輥徑的輥道同步運行。澆注長度實現引錠桿跟蹤和輥道的聯鎖動作，包括二冷水調節閥和切斷閥的跟蹤響應。

3． 數據傳輸

1）設計中用到4種方式進行數據傳輸：MPI、DP、RS232、IM360/361;其中觸摸屏是接受RS232接口，通過315集成的DP接口下掛PC adapter適配器，其間用85信號放大器以延長通訊距離。

2）對等DP網的數據通訊：發送數據功能塊FC5 AG_SEND與接受數據功能塊FC6 AG_RECV配套使用，在NET_PRO里配置連接，連接類型是FDL協議。

4.畫面設計

具有人性化、可操作性的HMI。

在主界面設計效果和二冷水控制思想方面均具有國際性通用模式相接軌。

四． 結論

公司承接這套系統的機械設計、三電設計與調試以及工藝設計工作全套工程，以最優的投資、成熟的控制系統和服務得到甲方的好評。