西門子S7-300 PLC控制系統(tǒng)在承鋼高線自動打包機中的應(yīng)用

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　　1 引言
　　
　　自動打包機是現(xiàn)代高速線材生產(chǎn)線特有的設(shè)備刨塔，它集機械、電氣、液壓控制為一體果港，動作準(zhǔn)確，為現(xiàn)代化的線材生產(chǎn)線構(gòu)筑了一道靚麗的風(fēng)景線陋锚。
　　我廠2004年9月從瑞典SUND-BIRSTA公司引進的PCH-4KNB/5000P型打包機潘谴，于2004年底投入使用。該設(shè)備位于高線的精整區(qū)是菇，對由P-F線的C型勾輸送過來的水平盤卷(卷重800~2800kg哆沽，外徑/內(nèi)徑為φ1250/850mm)進行自動水平壓實，并用打包線沿線卷方向成90°等分打四個平行接頭枣肚。
　　打包后的線卷最小長度大約為600mm贬嚷，大大方便了盤卷的儲藏、運輸丐鸽。
　　本文首先結(jié)合瑞典方面提供的外文技術(shù)資料及自己的理解魁济，對自動打包機的自動化構(gòu)成及動作過程進行介紹。然后根據(jù)近兩年的現(xiàn)場維護經(jīng)驗乏傀，對該打包機日常維護中出現(xiàn)的故障進行總結(jié)分析孙已。
　　
　　2 控制系統(tǒng)配置
　　
　　2.1 控制系統(tǒng)的硬件配置
　　打包機的PLC系統(tǒng)是由一套S7 315-2DP和七套ET200S及一套E900組成，具體配置如圖1所示。
　　
　　
　　PLC主站采用西門子公司S7-300系列的CPU315-2DP淋袖，通過DP網(wǎng)與其它從站進行數(shù)據(jù)通訊鸿市，并進行數(shù)據(jù)處理。高速計數(shù)器模板型號為6ES7 138-4DA03-0AB0即碗，共7塊焰情，擁有脈沖編碼器7個。其中剥懒，G1内舟、G2分別為1#、2#壓實車位置和速度反饋;G3為升降臺位置反饋;1S18初橘、2S18验游、3S18、4S18為送線裝置的位置反饋保檐。
　　2.2 控制系統(tǒng)的硬件配置
　　(1) PLC軟件采用西門子的STEP7 V5.2耕蝉。
　　(2) HMI軟件采用Beijer Electronics公司的E_DESIGNER_V6.13。圖2為打包機的主畫面夜只。
　　
　　
　　●通過畫面可以看到打包機各部分的基本狀態(tài)垒在。使用時只需通過畫面邊上的功能鍵即可進行相應(yīng)操作和畫面的切換，簡單實用扔亥。
　　●具備調(diào)整功能愚贩，可對許多參數(shù)進行調(diào)整，例如壓實力摹跑、升降高度等酒管。
　　●可提供打包機的診斷信息，當(dāng)打包機出現(xiàn)故障時任咨，該系統(tǒng)將顯示有關(guān)的HMI畫面拌艳。
　　
　　3 控制原理及功能
　　
　　3.1 液壓系統(tǒng)
　　液壓系統(tǒng)為打包機的核心部分，其工作的可靠性直接決定了打包機動作是否正炒赜眩可靠橙樟，這其中油溫控制就成為打包機液壓控制部分的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用PT100作為測量元件肠豺，測量值直接送入8#站的模擬量輸入模板的第一個通道PIW248沸稻。在PLC程序中，該溫度值每5s檢測一次俐粪，經(jīng)過程序工程量化后傳入數(shù)據(jù)塊DB80中的DBW0所饺。
　　油溫的控制要求:油溫T>65℃:報警并停泵;油溫T≥60℃:報警但不停泵;油溫T＜20℃:報警但不停泵;油溫T＜15℃:報警并停泵;油溫T＜30℃:加熱器啟動;油溫T≥35℃:加熱器停止。
　　3.2 打包機主體
　　(1)升降臺在兩個液壓缸的推動下褪秀，可沿垂直方向上下移動蓄诽。實現(xiàn)壓實薛训、打包操作期間，支撐盤卷并使其對正中心的功能仑氛，動作共分兩步乙埃。接近開關(guān)S10(升降臺初始位檢測)、編碼器G3(檢測升降臺高度)锯岖。升降臺的兩次升降高度均可由畫面更改;
　　(2)打包機的4套彎曲線道系統(tǒng)安裝在2#壓實車上介袜，并由一根中心軸導(dǎo)向。打包機動作時出吹，線道系統(tǒng)在液壓馬達的驅(qū)動下遇伞，向1#壓實車水平移動。接近開關(guān)S13(線道最前位)捶牢、S14(線道初始位)鸠珠、S15(線道向前減速位)、S16(線道向后減速位);
　　(3)2#壓實車依靠車輪在軌道中移動叫确，支撐可移動線道系統(tǒng)跳芳。壓實動作是由固定在軌道上的兩個液壓缸驅(qū)動叁渣。接近開關(guān)S6(2#壓實車初始位)玲装、編碼器G2(2#壓實車前進速度和位置)、光電開關(guān)S8(檢測2#壓實車進入待打包線卷區(qū));
　　(4)1#壓實車與2#壓實車結(jié)構(gòu)相似溯侦，但其上面裝有4個送線機構(gòu)墅糯，4個打包頭。接近開關(guān)S3(1#壓實車初始位)况魔、編碼器G1(1#壓實車前進速度和位置)况逼、接近開關(guān)S12(檢測線道閉合)。送線機構(gòu)主要由送線輪和導(dǎo)輪組成奢赡，通過液壓馬達驅(qū)動了槽。接近開關(guān)S4(檢測送線機構(gòu)中是否有線)，編碼器S18(送線長度掷暇，控制送線/拉直捆線)蛙疗。打包頭主要由扭結(jié)、剪切和夾緊機構(gòu)組成层攀。整個打包頭可整體由送線位置S20(打包頭初始位)移至打包位置曾蚊。S1(扭結(jié)裝置在扭結(jié)位)，S2(扭結(jié)裝置在送線位)霎肯，S3(扭結(jié)是否結(jié)束)擎颖，S5(夾緊機構(gòu)中是否有線夾緊)。
　　(5) 打包過程观游。當(dāng)帶有盤卷的鉤子停在打包機中心線位置搂捧，定位夾緊器閉合鎖定驮俗，并發(fā)出信號啟動打包機的工作循環(huán):
　　●線架電磁閥得電，氣動抱閘打開异旧；
　　●1#意述、2#壓實車在液壓缸的驅(qū)動下同時向盤卷移動。同時吮蛹，升降臺提升荤崇；
　　●1#、2#壓實車壓實盤卷的同時線道系統(tǒng)閉合潮针；
　　●送線機構(gòu)送出捆線术荤；
　　●當(dāng)捆線經(jīng)過S4時,編碼器S18開始記8700個脈沖,當(dāng)線經(jīng)過S2后,再記395個脈沖,并且開始減速,一直到捆線夾緊位,線被夾住不動；
　　●捆線拉緊并將剩余的捆線送回線庫每篷；
　　●完成扭結(jié)瓣戚，剪切裝置切斷打包線；
　　●線道系統(tǒng)后退搁蛤；
　　●線道系統(tǒng)和壓實車返回初始位挥痊。同時升降臺下降至初始位，打包好的盤卷掛在C型鉤上建搞。
　　對于最大盤卷整個過程大約32S芥嫉。
　　(6)安全防護裝置。4KNB型打包機在安全方面借鑒了以往的經(jīng)驗祈岔，采取了一系列手段鲜附，保證了設(shè)備的安全運行。操作臺設(shè)置了檢修用鑰匙開關(guān)口纸，當(dāng)此開關(guān)被按下并拔下鑰匙后屋包，則主操作臺不能進行操作。四個送線機構(gòu)上的機旁箱均設(shè)置急停按鈕努禽。一個便攜式操作箱厌圈，維修時可用來操作打包頭，此時丸匀，主操作臺上的一切操作都被禁止摩疑。只有當(dāng)操作箱插入主操作臺插座時，主操作臺才能進行操作夕春，否則未荒，主操作臺上除緊急停車指令外，其它指令都被鎖定及志。
　　
　　4 日常故障分析表
　　
　　如附表所示片排。
　　
　　
　　
　　5 結(jié)束語
　　
　　打包機自瑞典SUND BIRETA引進以來，雖然在使用中也曾出現(xiàn)過許多問題速侈，但基本上滿足了當(dāng)初的合同要求率寡，平均扭結(jié)失敗率小于0.4％迫卢，扭結(jié)抗拉強度大于原線材抗拉力的92％。系統(tǒng)采用S7-300與E900相結(jié)合的DP網(wǎng)通訊方式冶共，控制精度高乾蛤，可靠性強，同時增強的系統(tǒng)自診斷功能捅僵，方便了維護家卖，提高了設(shè)備作業(yè)率。
　　
　　摘自：控制工程中文網(wǎng)

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