S7-300系列在无锡某弧形连铸机中的全自动化控制应用

　一． 概述
1． 工艺概述
超低头板坯连铸机
　　近年来，由于纯净钢水生产技术的完善，为小半径连铸机生产无大型夹杂物内弧偏聚的铸坯创造了有利条件，由于多点矫直及连续矫直技术的发展，使过去必须进行全凝矫直的裂纹敏感钢可以带液心进行矫直，连铸机半径不再成为限制拉速的因素。在这种技术背景下，一种小半径（R=3.5--8米）的弧形多点矫直的板坯连铸机被认为是一种新的更有吸引力的板坯连铸机机型。由于这种机型设备高度较一般弧型板坯连铸机（R=8--12.5米）更低，钢水静压力更小，因此被称为超低头板坯连铸机
2． 控制概述
　　西门子PLC控制在各行业尤其是冶金行业，已经具有成熟的控制技术。在低端产品和高端产品上，都以其控制系统稳定的性能、容易扩展的网络架构、设备间的充分兼容性和适中的价格在各个领域被广泛的应用，具有很高的性价比。弧形连铸机的控制单元甚多，涉及机、电、仪、液、自动化。本文从系统的合理分区域控制、控制技术的规范以及合理可靠的控制方式上介绍系统配置和软件设计。
二． 控制系统设计
　　这套连铸机包括控制系统由马鞍山卡斯特工程技术有限公司设计、调试，实践证明该系统具有稳定性高、可操作性强、维护方便以及完善的自动化程度控制理念，系统可以从一下三个方面介绍其硬件设计思想。
1． 控制系统介绍
　　该系统设计I/O点在1000左右，PLC采用集中控制，不采用远程控制单元的方式进行配置。在控制方式的设计上分为机旁和远程控制，远程上又有手、自动控制，实现自动化操作。设计上I/O点全进PLC系统，故简化了电气设计,但对控制系统的稳定性配置和软件设计提出更高的要求。
　　分区域，单区域独立PLC控制，各PLC间采用对等网连接、profibus－DP接口、FDL协议通讯进行数据交换。两台HMI终端以及现场一台触摸屏。
　　PLC跟变频器是硬接线信号实现开关和模拟量信号控制
2． 硬件配置
　　PLC采用高性能315-2DP，结晶器PLC是314PCU。结晶器是一套独立系统，跟主系统PLC采用对等网连接、FDL协议交换数据，而结晶器控制本身有两个200的PLC，通过MPI接口构成MPI网络。
　　本配置扩展模件是IM360/361架构，配置中用到特殊的8通道脉冲计数模件FM350-2,用来跟踪流线生产长度，以达到自动跟踪控制的目的。
　　触摸屏采用韩国M2I公司的5SAD系列7.5英寸屏幕。
3． 系统配置图如下：

三． 软件设计
1． 区域控制
　　在工艺的基础，进行合理的分区域控制：二冷自动配气配水、中包联锁控制、液压站控制、流线跟踪与同步控制、切割区域辊道、引锭杆控制、结晶器控制以及辅助控制。
2． 联锁控制
1）。一个单元联锁报警的控制思想：通过反馈的运行信号经过程序处理判断该单元回路的好坏。
2）。单元间的联锁控制思想：必须从人身安全和设备寿命与安全考虑，全面的收集联锁信号，对重要和非重要的信号进行归类，实现紧急处理或是紧急停机的功能，最大程度的满足生产需要。
3）。系统联锁信息的归类：要实现自动化程度的安全生产，必须全面的归类整个系统的直接和间接信息，实现系统的可操作性、完善性。
4）。跟踪与联锁控制：通过编码器的反馈量转换成即时速度并累计浇铸长度，再通过计算实现不同辊径的辊道同步运行。浇注长度实现引锭杆跟踪和辊道的联锁动作，包括二冷水调节阀和切断阀的跟踪响应。
3． 数据传输
1）。设计中用到4种方式进行数据传输：MPI、DP、RS232、IM360/361;其中触摸屏是接受RS232接口，通过315集成的DP接口下挂PC adapter适配器，其间用85信号放大器以延长通讯距离。
2）。对等DP网的数据通讯：发送数据功能块FC5 AG_SEND与接受数据功能块FC6 AG_RECV配套使用，在NET_PRO里配置连接，连接类型是FDL协议。
4.画面设计
　　具有人性化、可操作性的HMI，主要的界面设计如下：

　　在主界面设计效果和二冷水控制思想方面均具有国际性通用模式相接轨。
四． 结论
　　公司承接这套系统的机械设计、三电设计与调试以及工艺设计工作全套工程，以最优的投资、成熟的控制系统和服务得到甲方的好评。
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