plc系统在轧钢生产线自动控制中应用

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1、PLC系统在轧钢生产线自动控制中应用　　【摘要】在钢铁行业中，不论是冷轧生产线，还是整卷钢板的开卷、剪裁、再卷，这些生产过程都会对操作人员造成伤害。本文将主要探讨如何在轧钢生产线自动控制中采用PLC系统来保证生产的效率和工作人员的安全性。【关键词】PLC系统；轧钢生产线；自动控制对任何一台冶金设备来说，都有使用功能、经济性和可靠性的要求。出钢机的使用功能是在电气控制系统的控制下完成大、小车水平运动和液压提升机的垂直运动。其中水平驱动系统采用交流变频传动，提升机的垂直运动是通过液压缸带动L形钩进行的。

2、虽然出钢机在轧钢生产线上只是一个辅助设备，但由于它的工作状态对整条轧线的生产至关重要，一旦出现故障，整条轧线就无法运转。所以要求出钢机能够在电气控制系统的控制下正确启制动、准确定位和运行稳定可靠。因此，加热炉对炉前出钢机的要求如下：实现频繁快速启动、制动；升速、降速；正转、反转；准确的停车和定位；运行稳定可靠[1]。1.轧钢生产工艺流程5热轧带钢作为原料，进入酸洗流水线。由于热轧带钢经过轧制和冷却后在表面形成一层氧化铁皮，必须在冷轧之前进行酸洗以清除掉这层氧化铁膜，露出新鲜干净的带钢基体金属表面。带

3、钢经过酸洗线之后，就被传送至冷轧设备，被加工至客户所要的厚度。然后，经过退火工序，令钢带内部晶体结构重组，使钢带的韧性得到增强。最后经过平整流水线，消除带钢表面的凹凸不平现象后，得到成品。整个生产过程中，冷轧流水线的工艺最为复杂、安全性要求最高。在轧制过程中工作人员或调试人员需要在现场进行检测、设定、调试、润滑、清洗、手动装载和故障排除等操作。在这些操作过程中，带钢的开卷、再卷、乳酸液喷射、换辊、钢卷小车移动、X射线测厚，以及轧制过程等都会对工作人员或调试人员造成碾压、碰撞、冲击、切割、缠绕、拖拽、

4、灼伤、辐射等伤害。所以，必须采用安全保护和控制设备，来减少机器的风险，保护人和机器的安全[2]。通常粗轧机每轧制一块板坯最快需要30～60s，因此，出钢机的工作节奏应与此相适应。为了提高速度和定位准确性，需要采用自动控制方式，同时也减轻了操作工的劳动强度。根据以上分析，在大车自动对准出钢位置之后，小车和提升机每次的执行动作是相同的。因此，小车和提升机的动作完全可以由自动控制来完成，以便操作工集中注意力监视生产线其他工作，避免枯燥的重复劳动，进而减少由于人工操作失误所引起的事故。当然，为了应付特殊情况

5、的出现，小车和提升机也应具备手动控制的功能。因此，在小车的控制方式选择上，采用手动和自动两种控制方式。52.PLC系统在轧钢生产线自动控制中的应用电气设备的检测和控制主要包括大包回转台的旋转、包臂升降、大包水口开闭，中间包车行走、对中、升降，结晶器振动、振频调节，拉矫机传动，拉矫辊压下，引锭杆上行、回收跟踪、脱坯、存放，铸坯定尺切割，以及切割前后辊道，输送辊道，翻钢机，铸坯分离机，步进冷床的控制。液压系统、油气润滑系统、干油润滑系统的检测、控制也由PLC完成[3]。所有主生产线传动设备全部采用了变频

6、器驱动，连铸机从钢包回转台直至横向移钢车等机械设备的传动中共使用了一百多台变频器，功率范围为0.75～45kW。所有变频器通过其内置的通信接口连接RemoteI/O通信适配器，直接挂在由9个RemoteI/O接口模块组建的9个RemoteI/O网络上，构成了基于RemoteI/O网络的传动系统。综合考虑RemoteI/O网络的连接距离和系统对实时性的要求，采用115.2kbit/s的通信速率[4]。RemoteI/O网工作在扫描器方式下，PLC处理器通过RemoteI/O接口模块和远程Flex5I/

7、O适配器建立串行通信链。变频器的通信接口为RemoteI/O网中的网络设备提供直接、数字的通信链路，系统通过组态PLC的I/O标签，利用通信接口建立输入、输出数据链。对PLC而言，每台变频器被看作是一个安装有I/O模块的远程框架，只需要对这些模块进行读写，就可以向与其相连的变频器发送命令，控制设备的运行；又可从变频器读取各项数据，监视设备的运行状态，并将数据实时传送到PLC中。通过画面就可以在主控室的操作站显示器上，为操作人员提供实时、详细的信息，并可以直接操作设备，甚至在变频器发出报警出现故障时，

8、可以及时复位变频器来避免因处理不及时而导致事故发生。连铸机的电气系统实现了传动设备的远程网络实时控制，使PLC对变频器的驱动实现了网络化数字式控制，以一条通信电缆取代大量的硬接线，与传统的模拟量、开关量控制方法相比，不仅大大提高了系统的实时性、精确性和可靠性，而且安装、调试、维护的成本也相应降低[5]。由来自操作台或者PLC的信号对变频器的频率进行控制，通过变频器的频率变化来控制电动机的转速或者液压提升机液压缸流量，进而控制大、小车的走行速度和液压提升速度大小。通过变