西门子S7系列PLC在小方坯连铸机中的应用

一、引言

进入21世纪以来,随着连铸机技术的不断进步,使得冶金行业对连铸的高效化也有了更高的要求。连铸是紧凑型的控制,因此引入高性能计算机是提高产量和质量的必要条件。小方坯连铸机主要为弧形渐进矫直型,铸坯半径R为8000mm,铸机作业率可达65%~85%。本文以四机四流小方坯连铸机为例介绍西门子S7系列PLC在自动化控制方面的应用。

二、系统简介

根据小方坯连铸机生产工艺特点,该自动化控制系统由七套西门子S7系列PLC控制器和三台监控站组成。

铸流(四流)系统、公用系统、出坯系统各自一套独立的S7-400PLC,配水系统一套S7-300PLC,通讯网络采用SinecH1高速以太网络。利用H1网络扩展连接到热送辊道控制系统。

S7系列PLC的CPU具有高速的数据处理能力和逻辑运算能力,而且拥有梯形图、语句表和流程图三种编程语言和可视化窗口界面,易于使用,方便灵活。

所选用的模板类型如下:

(1)数字量输入(DI)/输出(DO)模板

DI模板选用DC24×32,DO模板选用DC24V×32,用于控制铸机在线及离线设备,使用I/O点数总和为1100点。

(2)模拟量输入(AI)/输出(AO)模板

AI模板可自由组态为各类信号输入,AO信号为4-20mA主要用于结晶器。拉矫机速度给定及剪前辊道的速度给定,反馈以及各仪表显示等功能,设定工艺参数,检测及监控等。

(3)中央处理器和通讯处理器

S7-400中央处理器为CPU413,S7-300为CPU315,控制程序的执行、运算和储存,通讯处理器为CP443以太网处理器,用于网络连接和数据通讯从而分担CPU的通讯负担,通过CP443与热送辊道及连铸机本地PLC和监控站进行通讯。

(4)监控站

监控系统由3台PⅢ800工控机及相应的SinecH1网卡组成。其中2台主要用于监控铸机生产在线设备系统,另1台监控配水系统、参数设置,水量及各有关参数。

由于铸机每一流的控制设备和控制时序相同,因此其硬件配置也都一样。

三、计算机控制功能

从用户软件功能上看软件可分为四大部分:设备控制功能、程序通讯处理功能、铸坯数据管理程序、监控和故障报警程序,而控制功能又包括公用设备的连锁启停,流系统的设备联锁控制及出坯系统联锁控制以及二冷段配水控制。

1、公用系统的控制

主要完成中间罐车自动定位和大包回转台的旋转定位,剪机液压站的自动控制以及蒸汽风机的自动控制。

2、铸流系统的控制

(1)液压剪定尺切割
(2)结晶器.拉矫机变频调速控制；
(3)送引锭/脱引锭控制；
(4)剪切液压站的自动控制。

剪机液压站油泵的自动控制,故障切换,油压控制。