李金霞

（天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院 天津市 300400）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵的需求也在不斷的增長。自動軋鋼技術(shù)是鋼鐵生產(chǎn)的主要應(yīng)用技術(shù)，而在自動軋鋼過程中需要考慮到控制系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，這對我們提出了更高的要求，這就需要我們既要采用PLC 對自動軋鋼系統(tǒng)進(jìn)行硬件電路控制，同時(shí)更需要我們通過組態(tài)軟件進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，操作人員能通過實(shí)際的界面實(shí)時(shí)觀察現(xiàn)場發(fā)生的各種狀況。本論文以天津工業(yè)職業(yè)學(xué)院與美國羅克韋爾公司共建的羅克韋爾實(shí)訓(xùn)室的自動軋鋼控制系統(tǒng)模型為平臺，探討如何利用MicroLogix 1500 系列PLC 實(shí)現(xiàn)對自動軋鋼系統(tǒng)的控制，利用RSView32 組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)方案

1.1 自動軋鋼系統(tǒng)模型控制要求

某熱軋卷板加工車間分為加熱爐、粗軋、精軋、水除鱗、卷曲等多個(gè)生產(chǎn)單元。其中，粗軋環(huán)節(jié)主要用于對經(jīng)過加熱的鋼坯進(jìn)行多次軋制，將方形鋼坯的厚度壓縮至較薄的程度后交由精軋環(huán)節(jié)進(jìn)行厚度的精確控制。粗軋環(huán)節(jié)由上軋輥、下軋輥、輸送輥等環(huán)節(jié)構(gòu)成，其中上軋輥和下軋輥分別由電動機(jī)M1 和M2 驅(qū)動，輸送輥由電動機(jī)M3 驅(qū)動，上、下軋輥之間的距離由液壓缸控制，每次軋制后的距離不斷減小，使鋼坯的厚度變薄，液壓缸的驅(qū)動油壓由電磁閥Y1 控制的液壓油提供。該電動機(jī)采用PLC 控制的方式，在PLC控制柜上設(shè)置有啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2 和軋制量顯示指示燈C1。

按下啟動按鈕SB1 后，軋制過程開始，電機(jī)M1 和M2 運(yùn)行，電磁閥Y1 不動作；當(dāng)加熱爐將鋼坯加熱完成輸送至軋制區(qū)域時(shí)，傳感器S3 動作，電動機(jī)M3 正轉(zhuǎn)，驅(qū)動輸送輥將鋼坯向前輸送，電磁閥Y1 動作，使上、下軋輥間產(chǎn)生擠壓力，鋼坯通過時(shí)被擠壓變薄，當(dāng)鋼坯全部通過軋輥后，傳感器S4 動作，電動機(jī)M3 反轉(zhuǎn)，電磁閥Y1 保持動作，給出更大的下壓量，鋼坯向后通過上下軋輥，直至傳感器S3 動作，完成一次軋制過程。重復(fù)三次后，整個(gè)鋼坯軋制過程結(jié)束，電磁閥Y1 不再動作，上下軋輥間距恢復(fù)至初始值，電動機(jī)M3 停止，等待下一塊鋼坯進(jìn)入軋制區(qū)域。

2 自動軋鋼系統(tǒng)的PLC控制程序設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)接線圖

如圖1 所示。

2.2 PLC的I/O分配表

本系統(tǒng)采用羅克韋爾的MicroLogix 1500 系列PLC 進(jìn)行控制，根據(jù)系統(tǒng)的控制要求確定需要4 個(gè)輸入點(diǎn)，6 個(gè)輸出點(diǎn)。I/O 分配表如表1 所示。

程序分析：按啟動SB1，I：0/0 置位，O：0/0，O：0/1 置位，M1，M2 工作，并使2 梯級0001 導(dǎo)通O：0/5 置位，C1 扎壓量顯示，當(dāng)按下S3 ,I:0/2 置位，O：0/2 置位，M3 正轉(zhuǎn)，當(dāng)按下S4，I：0/3置位，同時(shí)梯級0002 斷，M3 正轉(zhuǎn)停，M3 開始反轉(zhuǎn)，并由計(jì)數(shù)器C5：0 控制進(jìn)行3 次壓扎，當(dāng)按下SB2，I：0/1 置位，梯級0005 導(dǎo)通，O：0/0，O：0/1 復(fù)位解鎖即M1，M2 停止工作。

3 自動軋鋼系統(tǒng)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)

如圖2 所示。

圖1：自動軋鋼系統(tǒng)PLC 接線圖

圖2：自動軋鋼系統(tǒng)監(jiān)控界面

在監(jiān)控界面中，大部分的按鈕和指示燈的設(shè)置相對比較容易，在這里我詳細(xì)說明在軋鋼過程中，鋼坯的移動是如何來完成的。在圖2 中看到，分別有左右2 個(gè)鋼坯，在鋼坯的軋制過程中，從右往左移動，這時(shí)候右邊的鋼坯可見；在鋼坯返回的過程中，從左往右移動，此時(shí)左面的鋼坯可見。下面以左面的鋼坯為例，說明組態(tài)過程中，鋼坯的動畫設(shè)置。

3.1 鋼坯的可見性設(shè)置

左面的鋼坯在M3 電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)候可見，在正轉(zhuǎn)的時(shí)候不可見。設(shè)置方法如圖3 所示。

3.2 鋼坯移動的設(shè)置

左面鋼坯的移動方向是斜線，所以它應(yīng)該是水平位置和垂直位置的合成，建立衍生標(biāo)簽zhagaanggbxs，衍生標(biāo)簽的表達(dá)式如圖4所示。

衍生標(biāo)記建立完成后，設(shè)置鋼坯的垂直和水平位置動畫的設(shè)置，設(shè)置方法如圖5 和圖6 所示。

4 結(jié)束語

綜上所述，我們完成了自動軋鋼控制系統(tǒng)的PLC 程序和人機(jī)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)，通過程序能完成自動軋鋼系統(tǒng)的基本控制要求，通過監(jiān)控界面我們能實(shí)時(shí)查看系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。通過本實(shí)例的學(xué)習(xí)，加深了我們對編程軟件和組態(tài)監(jiān)控軟件的理解，同時(shí)也能給實(shí)際的應(yīng)用提供一些參考。

表1：I/O 分配表

圖3：鋼坯的可見性設(shè)置

圖4：鋼坯移動衍生標(biāo)簽的建立

圖5：鋼坯水平位置的設(shè)置

圖6：鋼坯垂直位置的設(shè)置