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S7-200 PLC在大锭半连铸引锭系统中的应用

www.cechina.cn2007.03.22阅读 2332

0.序言:

为适应现代铜加工行业的激烈竞争,铜产品的产量和质量非常重要,而引进大锭半连铸生产线,并配合步进炉、热轧机生产,就体现了生产效率和产量的提高。而产品性能除通过半连铸的熔化工艺上控制外,还在引锭系统的控制先进性和适用性上得到体现。我公司通过消化国内外先进的大锭半连铸设备控制思想,并多方与各专家讨论,自行设计与制作了黄铜锭、紫铜锭半连铸生产线,引锭采用的是下引法。

1.引锭系统的主要外部设备及其工作原理:

此引锭系统包括铸锭头、结晶器、引锭平台、引锭油缸、铸锭小车、振动器等,其中:

1)铸锭头和结晶器安装在铸锭小车上,分别接受从保温炉里倒出的铜水并通过强制水冷使其冷却结晶控制工程网版权所有,结晶器的窗口大小就是铜锭的断面形状;

2)平台在铸锭小车下方,由引锭油缸牵引其向下移动CONTROL ENGINEERING China版权所有,使结晶后的铜锭随着引锭平台(靠铜自身重力作用)下引,而油缸是由比例伺服阀通过PID调节控制其下引速度的www.cechina.cn,平台上联结有一链条,链条的另一端固定一重物,被拉紧的链条中间联结一个链轮

控制工程网版权所有

,在这个链轮轴上装有一个绝对位置旋转编码器,平台的上下移动就转化成链轮的转动,也就是转化成了编码器的脉冲数了CONTROL ENGINEERING China版权所有,它就可转化为引锭的长
度;

3)振动器安装在铸锭小车上,是使铜在结晶前性能均匀化之用CONTROL ENGINEERING China版权所有,它由一台直流电机带动凸轮机构产生振动,调整此电机的速度即是调整其振动频率。 

西门子S7-200 PLC在大锭半连铸引锭系统中的应用如图 

 2 控制系统的硬件构成:

我们采用西门子S7-200PLC及其扩展I/O

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,AS-I接口模块,模拟量模块,配以TD200文本显示器等进行控制。

 如图2

  

绝对位置旋转编码器,用P+F公司的AS-I形式的编码器,通过AS-I接口模块获取计数数据;模拟量模块EM2354/1出,其中一块输出接伺服阀放大器去控制伺服阀,另一块输出接直流驱动器(欧陆590)速度给定信号,从而控制振动器的振动频率。 

3 系统控制思想:

1 TD200中文显示及操作界面

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,可进行工艺参数的设定:引锭速度(mm/min)、铸锭长度(mm)、振动频率(HZ),显示当前工作数据:实际引锭速度、平台位置、铸锭当前长度、重量,显示当前工作状态,全中文报警显示等。

2 通过AS-I接口模块取得绝对位置旋转编码器的数据,后转换为实际平台位置和铸锭长度,对其进行定时中断处理可算出实际的引锭速度,根据设定的引锭速度进行PID调节,计算出从模拟量输出到比例阀上的信号,从而对引锭过程形成了一个速度闭环控制。

3 平台位置或铸锭长度的计算方法是:在平台处于最高位置时,把编码器计数值作为参考值控制工程网版权所有,油缸带动平台上下移动,也带动链轮上的旋转编码器旋转,此计数值相对参考值就得到了铸锭的长度值。

 4 系统的特点和优点:

1)为适应操作方便,在操作面板上安装了手动/自动、快速/慢速转换开关,可视实际情况进行相应的操作,使操作具有灵活性;

2)用链条带动链轮,使直线行程转换为旋转的脉冲计数,而不必安装长行程的线性位移传感器

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,实现了其可行性又节约了成本;

3)用TD200中文显示界面,使操作变得透明、友好,全中文报警自动前台显示,使故障点清晰可见、易于快速排除。

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