詳細介紹
西門子1515-2 PN標準型CPU控制系統包括兩部分,,即控制部分和數據采集處理部分,。控制部分采用西門子公司的S7-400系列PLC,,并利用FM458作為高速模擬量控制器,,與ET200組成ProfibusDP網,對分散的對象如操作臺的控制時減少接線,。使用S7-300PLC作為從站對液壓站和潤滑站進行控制,。利用S7-400系列的443-1完成S7-400主站與人機界面計算機的通訊,人機界面計算機位于操作臺上,,采用西門子公司的觸摸屏,,軟件為WinCCflexible。
主液壓缸位移的測量選用德國的MTS值傳感器,,左/右卷機的轉速測量選用雷恩增量編碼器,,利用FM458控制器通過FM438-1擴展板上的值和增量編碼器模塊讀取位移和轉速值,另外卷徑也是通過增量編碼器計算出來的,。冷軋薄帶鋼在卷取時的張力是通過力傳感器檢測的,。硬件配置見圖1所示。西門子PLC以其強大的功能,,*的性能和良好的穩(wěn)定性,,在各行各業(yè)的生產線的控制中被廣泛地使用,尤其是在軋鋼領域應用得更是普遍。冷軋實驗機的控制系統對控制器的精度和速度的要求都很苛刻,,因為冷軋機的產品原料通常都很薄,,軋制過程厚度控制的難度較大,,同時還要對張力,、速度進
此時的主傳動電機和卷取電機都是由S7-400站上的FM458通過6RA70直流調速器來控制的,其反饋信號如電機的速度是由FM438上的增量編碼器檢測,,電機電流有調速器提供,。構成速度閉環(huán)和電流(即轉矩)閉環(huán),同時通過力傳感器檢測到帶鋼的張力,,完成力閉環(huán)控制,。然后在觸摸屏上輸入工藝參數,如軋制的道次及相應的厚度值等,。帶鋼的厚度控制是有MTS高精度位移傳感器檢測液壓缸的位置,,通過FM438模板上的值編碼器采集信號,經過PID算法后,,輸出電壓值到高速伺服閥,,從而完成對液壓缸的位置閉環(huán)控制。當軋輥需要大位移移動時,,需要對壓下電機的控制來完成,。
軋機在工作之前,液壓站要首先工作,,即要將主泵和背壓泵打開,,冷卻水泵打開,以降低油溫,。將加熱器打開,,使乳化液的溫度控制在50℃左右,打開攪拌電機時乳化液溫度均勻,。打開工藝潤滑泵和設備潤滑泵,。
乳化液的溫度控制是有S7-315 CPU,通過8通道模擬量輸入模塊7KF02檢測來自溫度變送器的溫度值,,通過與設定值的比較,,控制兩個加熱器的通和斷。當實際溫度與設定溫度相差較大時,,兩個加熱器都打開,,當實際溫度接近設定溫度的一個范圍內時,關掉一個加熱器,。當軋機工作時,,S7-315還要檢測乳化液出口處的壓力,并將壓力、溫度,、液壓站濾油器的狀態(tài)等值通過Profibus-DP網發(fā)送到S7-400主站中的DB塊中,,以便在HMI計算機上顯示,同時將速度,、電流,、張力等信號保存的數據庫中。
4 系統通訊設計
在控制系統中將S7-400設為主站,,將S7-300設為從站,,它們之間的地址映射關系見圖2和圖3。
●Mode:通訊模式,,MS為主從方式的通訊模式,。
●Partner DP Addr:DP通訊伙伴的地址。
●Partner Addr:通訊伙伴的輸入/輸出地址,。
●Local Addr:本站的輸入/輸出地址(S7-300站的地址),。
●Length:連續(xù)的輸入/輸出地址區(qū)的長度為32個字節(jié)。
●Consistency:數據的連續(xù)性,。
圖2 主,、從站的地址映射關系
圖3 報警信號發(fā)送到主站
5 系統軟件設計
冷軋實驗機機組的控制軟件分為兩部分,一部分是軋機的邏輯控制,,即由梯形圖或語句表編寫,,另一部分是模擬量閉環(huán)控制,由CFC結構流圖編寫,。液壓站部分的軟件都是由梯形圖或語句表編寫,。
液壓站部分的軟件分為模擬量檢測,即乳化液溫度和壓力,,溫度控制;邏輯控制,。具體的子程序塊及其功能如下。
(1) 模擬量檢測及主從站通訊子程序:完成乳化液溫度,、壓力的檢測,,溫度控制,并將溫度,、報警信號等,,發(fā)送的S7-400主站,同時主站要對從站中控制乳化液的兩個閥進行控制,。
(2) AGC及彎輥站邏輯控制子程序:完成對主,、輔電機及其伴隨閥的邏輯控制。
(3) 水泵及攪拌器的邏輯控制子程序:完成液壓站的油溫控制,,使其溫度保持在一定范圍內,,按工藝要求完成攪拌器電機邏輯控制,使乳化液的溫度保持均勻。
(4) 工藝潤滑和設備潤滑站電機邏輯控制子程序
(5) 故障報警子程序:當液壓站油溫持續(xù)過高,、濾油器堵塞,、乳化液溫度不工藝在要求范圍內等,將產生報警信號,。西門子1515-2 PN標準型CPU
行精確控制,。作為實驗機,不僅要控制好,,同時還要對控制過程的實驗數據精確的測量,,以便對工藝過程參數做進一步地分析和研究。
整個冷軋的機械部分包括主軋機(機架,、兩支撐輥和工作輥)、卷取機,、減速機等,。控制部分包括主傳動電機,、電動壓下電機,、左/右卷取電機、西門子直流調速器和液壓缸,。液壓站中的五個電機和潤滑站中的工藝潤滑,、設備潤滑兩個電機、加熱器等,。