S7-400PLC在連鑄機(jī)液壓剪機(jī)中的應(yīng)用

1 引言
連鑄機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金行業(yè)，剪機(jī)是連鑄機(jī)上的關(guān)鍵設(shè)備，它是把連續(xù)澆注的鋼坯剪成定尺。目前，連鑄機(jī)的剪切設(shè)備有擺式飛剪、液壓剪和火焰切割裝置3類，它們的控制手段基本相同，傳統(tǒng)的控制方式是采用繼電器控制，其控制設(shè)備復(fù)雜，使用時(shí)故障率高，維護(hù)工作量大。本文以液壓剪機(jī)為例設(shè)計(jì)了基于S7-400PLC控制系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)S7-400PLC與上位機(jī)的通信。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由手動(dòng)剪切控制、自動(dòng)剪切控制、信號(hào)顯示和電源等部分組成。當(dāng)連鑄機(jī)各設(shè)備工作都正常時(shí)，剪機(jī)工作在自動(dòng)狀態(tài);若連鑄機(jī)其它設(shè)備出現(xiàn)故障或剪機(jī)卡剪時(shí)，剪機(jī)切換到手動(dòng)狀態(tài)。如圖1所示。

圖1 液壓剪切控制系統(tǒng)

2.2 系統(tǒng)的工作原理
根據(jù)剪機(jī)剪切鋼坯的工藝要求，剪機(jī)有手動(dòng)和自動(dòng)2種工作狀態(tài)，通過SA104轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn);電源正常時(shí)才能剪切，通過QC1實(shí)現(xiàn)控制。剪機(jī)的輸入和輸出控制信號(hào)如附表所示。用PLC控制的原理圖如圖2所示。

圖2 PLC控制的原理圖

(1)自動(dòng)剪切
連鑄系統(tǒng)正常工作，將SA104打到自動(dòng)狀態(tài);鋼坯到達(dá)定尺位置，由行程開關(guān)KV1發(fā)出自動(dòng)剪切信號(hào)，并使液壓氣缸夾緊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剪切。

(2) 手動(dòng)剪切
當(dāng)剪機(jī)自動(dòng)剪切出現(xiàn)故障時(shí)，按下SB1停止鋼坯剪切，將SA104切換到手動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)由PLC輸出信號(hào)接通預(yù)熱閥、氧氣和乙炔電磁閥線圈，進(jìn)行手動(dòng)切割。
(3) 輸出控制回路
剪機(jī)在兩種工作狀態(tài)時(shí)，其輸出控制為:手動(dòng)時(shí)打開預(yù)熱閥、氧氣和乙炔電磁閥，使電磁閥線圈得電。自動(dòng)剪切時(shí)控制氣缸電磁閥線圈和夾緊氣缸電磁閥線圈。輸出控制回路如圖3所示。

圖3 輸出控制回路

(4) 信號(hào)指示回路
在手動(dòng)剪切時(shí)要能顯示預(yù)熱閥開/閉狀態(tài)和手動(dòng)切割狀態(tài)，要有故障指示信號(hào);在自動(dòng)剪切時(shí)要能顯示氣缸的位置情況。由PLC產(chǎn)生輸出顯示信號(hào)。
(5) 電源設(shè)計(jì)
PLC主機(jī)、信號(hào)指示和輸出電磁閥線圈均使用電源直流24V，來自連鑄機(jī)的直流配電柜。

3 程序設(shè)計(jì)
液壓剪機(jī)控制選用S7-400PLC，根據(jù)控制工藝要求，在STEP75.0平臺(tái)上編與了梯形圖，其流程圖如圖4所示。PLC與上位PC機(jī)的通信采用RS-232通信接口，串行通信程序用C語言編寫。

圖4 液壓剪機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖

4 結(jié)束語
連鑄機(jī)是一種大型機(jī)械裝備(其電氣控制一般采用PLC控制)，本文設(shè)計(jì)是針對(duì)它的一個(gè)設(shè)備液壓剪機(jī)進(jìn)行的，并選用S7-400PLC，將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)使用在酒泉等鋼廠中，應(yīng)用效果表明，系統(tǒng)出現(xiàn)的故障率低，系統(tǒng)控制可靠性高;使用方便，維護(hù)簡單，減小了維護(hù)人員的工作量。