摘 要:介紹了GE 9070 PLC 在梅山熱軋廠2 號(hào)加熱爐中對(duì)加熱爐本體和加熱爐爐前、爐后輥道進(jìn)行控制,主要從硬件配置以及通信協(xié)議等方面并簡(jiǎn)單列舉實(shí)例對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵詞: GE 9070PLC ;以太網(wǎng); EGD ;PROFIBUS ;CON TROL
Application of GE 9070 PLC in the No.2 Heating Furnaceof Hot Rolling Plant
Yao Qin
Key Words :GE 9070 PLC; Et hernet ; EGD ; PROFIBUS ; CON TROL
梅山熱軋廠2 號(hào)加熱爐是2002 年5 月熱軋技改新上項(xiàng)目,采用了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的技術(shù)。三電系統(tǒng)采用兩級(jí)控制,即基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)（L1 級(jí)）和過程自動(dòng)化級(jí)（L2 級(jí)） 。過程自動(dòng)化級(jí)為HP公司的AL PHA 機(jī), 儀表為HONEYWELL 的DCS500 ,基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)分為電氣PLC 和儀表DCS 相對(duì)獨(dú)立的兩部分,電氣PLC 采用美國(guó)GE公司的9070 PLC , 加熱爐PLC 與粗軋PLC 之間經(jīng)以太網(wǎng)以UDP/ IP （ EGD） 通訊協(xié)議通訊, DCS與PLC 及過程控制級(jí)之間經(jīng)以太網(wǎng)以TCP/ IP通訊協(xié)議通訊。梅山熱軋廠加熱爐PLC 系統(tǒng)主要為加熱爐實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制及管理,具有數(shù)據(jù)采集處理、調(diào)節(jié)與控制等基本功能的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)硬件配置
在硬件配置過程中需注意的是PROFIBUS 網(wǎng)卡的配置,梅山熱軋廠加熱爐PLC 中選配的是SST 5136 VME 卡。作為主站,將各從站（各傳動(dòng)裝置） 通過PROFIBUS 連結(jié)起來,以實(shí)現(xiàn)PLC 同傳動(dòng)裝置的通信。SST 5136 VME 卡運(yùn)行前需將配置文件由編程器通過配置口下載至卡內(nèi)FLASHROM 中?？ǖ呐渲梦募捎蒘IEMENS 公司的COMPROFIBUS 組態(tài)軟件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所帶的從站個(gè)數(shù)經(jīng)配置生成。EGD 參數(shù)配置見圖1。
2 軟件框架（見圖2）
由于系統(tǒng)采用了EGD 通信協(xié)議,將開發(fā)人員從以往的涉及通信所需的底層繁瑣的編程任務(wù)中解脫出來,開發(fā)人員只需將需交換的信號(hào)定義好即可,其余由系統(tǒng)自動(dòng)保證完成數(shù)據(jù)交換、通信,編程軟件采用GE 公司的cont rol v2. 4 版。Cont rol 編程軟件是在windows 操作平臺(tái)上運(yùn)行的,具有操作方便、直觀,界面友好等優(yōu)點(diǎn),可以使開發(fā)人員將精力集中在應(yīng)用程序的開發(fā)上,從而縮短程序開發(fā)周期。
3 通信系統(tǒng)
系統(tǒng)采用模塊化的具有多種通訊接口模式的可編程控制器（PLC） ,通過模擬量模塊、數(shù)字量模塊和數(shù)據(jù)接口模塊連接各種設(shè)備。通過通訊模塊和過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接,一級(jí)機(jī)采用兩套GE 9070 PLC 分別對(duì)加熱爐本體和加熱爐爐前、爐后輥道進(jìn)行控制。其中本體PLC 包括加熱爐進(jìn)爐側(cè)和出爐側(cè)爐門的控制,步進(jìn)梁液壓站的控制以及推鋼機(jī)和抽鋼機(jī)液壓站的控制。PLC 和遠(yuǎn)程I/ O 站之間采用Genius 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,另通過第三方VME 卡件實(shí)現(xiàn)Profibus 總線和傳動(dòng)系統(tǒng)的連接。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化運(yùn)行控制。
L1 與L2 之間通過以太網(wǎng)連接,用GE 公司開發(fā)的PLC 進(jìn)行通訊,兩套9070 PLC 之間也通過以太網(wǎng)連接采用EGD 通信。該方式允許一臺(tái)設(shè)備作為“產(chǎn)出方（ PRODUCER） ”通過“交換（ EXCHAN GE） ”共享其部分內(nèi)存給一個(gè)或多個(gè)“需求方（CONSUMER） ”。系統(tǒng)通過配置“產(chǎn)出方號(hào)（ PRODUCER ID）”“, 交換號(hào)（ EXCHAN GEID）”“, 需求方號(hào)（CONSUMER ID）”和執(zhí)行周期來實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備間的通訊。如需實(shí)現(xiàn)和原有設(shè)備的數(shù)據(jù)共享,需再配置“組號(hào)（ GROUP ID） ”來完成。該方式中“產(chǎn)出方（ PRODUCER） ”發(fā)送數(shù)據(jù)和“需求方（ CONSUMER） ”接受數(shù)據(jù)是不同步的。故該方式適用于有規(guī)律的周期性的數(shù)據(jù)傳送。系統(tǒng)支持最多255 個(gè)“ 交換（ EX2CHAN GE） ”,每個(gè)“交換（ EXCHAN GE） ”最長(zhǎng)1 400個(gè)字節(jié)。采用該方式在負(fù)荷不大的情況下通信效率要高于基于TCP/ IP 連接的COM2MREQ 指令方式。兩套9070 PLC 與操作臺(tái)上用于操作畫面顯示的工控機(jī)之間通過以太網(wǎng)連接采用TCP/ IP 協(xié)議進(jìn)行通訊。
4 工藝流程
2 號(hào)加熱爐上料輥道共分8 段,編號(hào)為Z1～Z8 。其中Z2 輥道完成板坯的測(cè)長(zhǎng)及稱重,Z4 、Z5為2 號(hào)加熱爐的推鋼定位輥道,Z7 、Z8 為1 號(hào)加熱爐的推鋼定位輥道,當(dāng)板坯被吊到Z1 輥道上,冷金屬檢測(cè)器檢測(cè)到有鋼,即啟動(dòng)Z1 輥道,板坯被送至Z2 輥道上定位,在此過程中完成板坯的長(zhǎng)度測(cè)量,當(dāng)板坯在Z2 輥道上定位完畢,將進(jìn)行板坯的稱重,同時(shí)將板坯流水號(hào)發(fā)送至L2 ,L2 收到信號(hào)后將對(duì)加熱爐進(jìn)行設(shè)定,將設(shè)定數(shù)據(jù)下放,操作工將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)同L2 設(shè)定值進(jìn)行比較,若在允許誤差范圍內(nèi),則手動(dòng)確認(rèn),使板坯合法化,同時(shí)生成跟蹤信號(hào)。在自動(dòng)方式下,根據(jù)板坯的入爐號(hào),調(diào)用相應(yīng)的子程序,將板坯輸送至相應(yīng)的加熱爐前進(jìn)行定位,定位完畢,L1 將信號(hào)發(fā)送至L2 ,L2 下發(fā)推鋼設(shè)定,L1 根據(jù)推鋼設(shè)定將板坯推送到加熱爐內(nèi)加熱,裝料結(jié)束。步進(jìn)式加熱爐當(dāng)板坯向前移動(dòng)時(shí),半周期停在固定梁上,半周期停在步進(jìn)梁上。板坯不向前運(yùn)動(dòng)時(shí),步進(jìn)機(jī)構(gòu)在垂直方向做踏步動(dòng)作,使板坯不斷地交替接觸位置,當(dāng)板坯由步進(jìn)梁運(yùn)送至出料端,出料端的激光檢測(cè)器檢測(cè)到板坯時(shí),步進(jìn)梁停止動(dòng)作,L1 將激光檢測(cè)器及步進(jìn)梁動(dòng)作停止信號(hào)發(fā)送給L2 ,同時(shí)計(jì)算板坯移出量,L2 下發(fā)抽鋼設(shè)定,L1 根據(jù)抽鋼設(shè)定,完成自動(dòng)抽鋼過程,將板坯抽出放爐前輥道上,由爐前輥道把板坯送往軋線進(jìn)行軋制。
5 應(yīng)用實(shí)例
板坯在2 號(hào)爐爐前輥道Z4 、Z5 上自動(dòng)定位過程,輥道示意見圖3 。
以短坯定位在Z5 上為例,板坯從Z1 上被運(yùn)送到Z2 上,經(jīng)過測(cè)長(zhǎng)、稱重,由操作工手動(dòng)確認(rèn)后,如果Z3 、Z4 、Z5 上沒有其他板坯, Z3 、Z4 、Z5將以50 %的給定速度運(yùn)轉(zhuǎn),把板坯往Z4 、Z5 上送。當(dāng)板坯頭部經(jīng)過CMD12 時(shí),PG清零同時(shí)開始計(jì)數(shù)。
當(dāng)板坯根據(jù)定位速度曲線圖（見圖4） 到達(dá)B點(diǎn)時(shí),輥道按既定的斜坡降速至12 %的給定速度,并保持此速度。當(dāng)板坯行至C 點(diǎn)時(shí),輥道速度按既定的斜坡降至5 %的給定速度,并根據(jù)計(jì)算好的期望停車距離將速度降為0 ,停車,發(fā)封鎖命令,同時(shí)將抱閘抱住,從而完成板坯的自動(dòng)定位控制。程序中梯形圖見圖5。
6 結(jié)語(yǔ)
通過生產(chǎn)檢驗(yàn),兩年多來,梅山熱軋板廠2 號(hào)加熱爐PLC 運(yùn)行穩(wěn)定性好,可靠性高,使用方便、靈活,故障率低,在以后的設(shè)備改造中,將依照2號(hào)爐的模式,陸續(xù)改造和新建1 號(hào)爐和3 號(hào)爐。
（轉(zhuǎn)載）
