西门子PLC在高压水除鳞系统中的应用

西门子PLC在高压水除鳞系统中的应用
一、　系统.概述     
   高压水除鳞系统是现代热轧钢生产工艺中，保证产品质量必不可少的环节。我厂生产的高压水除鳞设备主要由：泵站﹑循环阀组﹑高位水箱﹑过滤器装置﹑除鳞装置﹑辅助控制系统﹑热金属检测仪及电气控制系统等组成。
   电气控制系统，它采用是西门子S7-300 PLC﹑西门子变频器﹑人机界面（简称MHI）装置－触摸屏等组成，采用可编程控制器PLC作为核心部件，其控制更为安全﹑可靠﹑方便﹑灵活，自动化程度更高。二、　系统结构与硬件配置
   本系统是一个基于PROFIBUS现场总线的分布式控制系统。西门子ET200作为分站操作台通过PROFIBUS接口于主站通讯，人机界面（简称MHI）装置—触摸屏是通过MPI接口与PLC进行通讯。
系统配置图如下：

触摸屏显示操作                         CPU主站控制              ET200分站操作台
   本系统硬件采用CPU 312C-2DP ﹑分布式IO采用ET200M ﹑数字输入模块 ﹑数字输出模块及模拟输入模块等。人机界面（简称MHI）装置－触摸屏采用 PWS 3261 TFT 10.4英寸 触摸屏。
硬件配置图如下：

主站硬件配置

分站硬件配置
三、主程序结构
   
系统主程序由OB1,  如图所示

  组织块OB1调用功能块FC1(液压站控制) ﹑FC2(润滑站控制) ﹑FC3(高位水箱控制) ﹑FC11(粗除鳞控制) ﹑FC12(精除鳞控制)来自动完成控制﹑比较﹑运算﹑报警等功能。
   数据块DB1 DB2 DB11是用来分类存储设备或生产中的变量值。数据块也是用来实现各逻辑块之间的数据交换，数据传递和共享数据的重要途径。
四.系统的控制过程及特点
   高压水除鳞系统是由除鳞控制回路﹑高位水箱控制回路﹑液压控制回路﹑润滑控制回路等组成。有手动，自动两种控制方式，灵活的操作方式：可以现场操作台操作，也可以控制室触摸屏操作。有报警及故障自动停车功能。通过触摸屏可以简单﹑方便的参数设定。　　　　
　  系统有受电柜﹑变频柜及控制柜组成。三相四线制，380V供电。首先合上受电柜电源总开关，依次合上变频柜﹑控制柜及控制电源开关，为PLC送电
   除鳞控制回路主要由PLC，变频器﹑切换继电器﹑电动机等部分组成。控制核心单元PLC根据手动设定频率信号，通过变频器的多功能端子实现多段速控制。使高压除鳞泵输出相应的工作压力。频率范围一般在25HZ-50HZ之间，分四档，工作压力为14MPa-20MPa，以满足工艺要求。在设备运行前首先选择泵，（泵为两台工作一台备用）选择完毕，PLC发出一个允许启动变频器的信号，必须满足条件变频器才可以启动。（水箱的工作水位，液压站油压，润滑站油压，变频器速度一档，除鳞全开，变频器无故障）当变频器允许启动信号灯亮，才可以启动变频器。否则无法启动变频器。变频器启动后，高压除鳞泵运行。系统处于工作状态，高位水箱里的水通过高压除鳞泵经循环阀返回水箱，做低压循环，当热金属检测仪检测到钢匹信号，PLC发出信号关闭循环阀，高压水从除鳞装置喷出，清除钢匹表面的氧化层。钢匹通过时PLC有个延时信号，当钢匹完全通过时PLC发出信号关闭循环阀，除鳞结束，待下一块钢匹。延时时间可以通过触摸屏设定，开闭时间0.5S-2S任意可调。除鳞有手动，自动两种方式。由触摸屏显示工作压力值。
   高位水箱控制回路由PLC﹑磁翻板式液位计，电动给水阀组成。自动控制水箱水位。液位计设有五个水位即：1#为上事故水位（声光报警）﹑2#为上工作水位（关闭给水阀停止供水）3#为下工作水位（打开给水阀开始供水）﹑4#为下极限水位（声光报警变频器无法启动）5#为下事故水位（变频器跳闸﹑循环阀自动打开），有手动﹑自动两种方式。
　　　液压站是为液压循环阀提供动力的，回路由PLC﹑电机启动电路﹑温度控制电路﹑压力控制电路﹑油位显示电路等组成。系统有手动﹑自动两种工作方式。通过PLC控制电机启停。通过PLC设定回路的压力值与模拟模块的压力测量值比较作为变频器的启动条件，温度控制电路是通过铂电阻检测的温度值与给定温度值比较，自动控制液压油的温度。
（润滑站原理同上）
系统应用西门子PLC控制有以下特点：
　1.采用西门子PLC分布式IO主从系统的远程模块ET200M，用于现场操作台控制，之用一根网线代替过去大量接线，大大降低成本，减少故障发生率，提高系统运行的稳定性。参看主站硬件配置。
　
2.通过PLC编程实现变频器的多段速控制。它通过主令开关的四个档位来控制变频器的两个多功能端子，改变其状态，来实现速度设定。使电路更简单﹑稳定。如图所示：
　　　　　
五. PLC的I/O分配

六、结束语
   采用了PLC控制，使高压水除鳞系统控制完善，提高了控制精度，使系统更加稳定。设备的操作、维护更加的简单、便捷、方便。使除鳞的效果更好，提高除净率和节能的要求，从而保证了设备安全、稳定运行。