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方坯连铸机切割系统电气自动控制改造
发表时间:[2007-09-26]  作者:  编辑录入:admin  点击数:7057
 
摘要:针对新钢公司炼钢厂方坯连铸机自动定尺火焰切割机系统在生产过程中出现的故障和问题,利用现有连铸拉矫机上的铸坯跟踪编码器和切割自动控制PLC程序进行了技术改造。通过由编码器产生的数据模拟产生切割机的位置定尺信号来取代原来的传感器信号,从而有效地解决了因高温区电缆及信号传感器寿命短,故障率高而亚博体育首页生产的问题。
关键词:方坯连铸机;火焰切割机;PLC;增量型编码器;高数计数模块
1 概述
  新余钢铁有限责任公司(新钢)炼钢厂有两座六机六流的方坯连铸机,其切割机系统一直是亚博体育首页方坯连铸机正常生产的一大难题。从2003年5月投产至2004年10月,该系统难以实现稳定自动切割。原系统是采用每流3个信号传感器进行控制的接触式自动切割,系统原理在理论上简单可行,但由于切割环境温度过高,使得在该系统中起主要作用的3个信号传感器故障率极高,亚博体育首页了切割系统的正常运行。后虽几经改造,效果不明显。原系统主要缺点:信号传感器高温区故障多,操作维护极不方便;电缆故障率高,设备维护成本高;操作工人劳动强度大。为减轻工人劳动强度,减少备件损失,提高系统可靠性,于2004年10月对该系统进行了改造。
2 系统工作原理
  图1是切割机工作过程示意图,在切割枪运行横杆上有3个位置A,B,C。
 
 
  图l中,A为切割原位,B为切割完毕位,C为切割完毕极限位。系统工作原理为:当铸坯到达定尺时,夹钳动作,切割氧、乙炔打开,切割开始,此时切割枪随铸坯一起运动。当切割枪运行到B位置时,夹钳松开,气缸动作,切割枪返回到A位置处,等待下一次切割。原系统在A,B,C位置处分别安装一个用于检测位置的三线制PNP型感应式信号传感器。由于切割枪运行横杆离铸坯只有1.4m左右,离铸坯太近温度较高据现场实测有140℃以上,所以原系统中的位置传感器故障率较高。经改造后的自动切割系统采用增量型编码器进行定位,取代原信号传感器。其原理为:当自动启动后,发送切割开始信号同时对其进行脉冲累加,当累加脉冲长度值等于L时,切割枪返回。为了防止线路及编码器故障时顶坏现象,在程序中设计了一段故障处理程序,也就是说在线路及编码器故障时操作台上有报警灯显示以提醒操作人员注意,同时夹钳将自动打开以达到保护切割枪的目的。
3 系统配置及主要设备技术简述
3.1 系统设置
  系统设置见图2。
 
 
3.2 主要设备技术
  (1)6ES7350—1AH02—0AE0为西门子高数计数单通道模块,该模块的电源负端(M)必须与CPU的负端(M)相连才能工作。使用FM350—1必须用配套的光盘安装,在开启的一个项目中打开Libray,将FC0,FCl,UDT1拷入BLOCK中,同时FM350—1中有位置块,要插入选择+24V或+5V编码器信号电源。在属性中选Basic Paramter中的Mod address,选择相应的DB块号进行初始化。
  (2)与高数计数模块相连的是P+F的增量型编码器(30—4201一A一30)。该编码器有A,B两个通道可以进行正反向计数。在使用中如果发现计数方向反了需将编码器的A,B通道的两根线对调一下。
  (3)6ES7322一1BH0l—OAA0为西门子16通道数字输出模块,该模块用于控制切割系统的5个输出信号,分别是夹钳电磁阀,返回气缸电磁阀,切割氧电磁阀,预热氧电磁阀,燃气电磁阀。
  (4)CP343—1为西门子以太网通讯模块。主要完成PLC之间的数据交换。
  (5)6ES7315—2DP为西门子CPU模块。该模块有两个接口,一个DP口,另一个MPI口。
  (6)PS3075A为西门子电源模块;对所有基架上的模块供电。
4 主要程序
  由于改造是在原有的系统上完成的,所以对原有的程序不做说明(例如原来的接近传感器,主要控制切割氧、燃气等程序)。以下仅对改造后的程序着重取了两部分程序加以说明。
  (1)切割完毕模拟限位程序。
  切割完毕模拟限位程序见图3。
 
 
  (2)故障处理程序。
  故障处理程序见图4。
 
 
5 结束语
  由于采用了可编程控制器为主控制单元,并充分利用了增量型编码器来对长度进行检测,通过软件编程、设定,实现了自动编码器切割,且切割系统装置所需的外围设备极少,安装调试量大为减少,有效地提高了系统的运行可靠性,并且该系统维护方便,利用梯形图编程便于广大电气人员学习、掌握、使用PLC。该系统于。2004年10月投入运行以来,完全符合生产工艺要求,通过此项目的改造,节约了大量的备品备件,降低了生产维护工人的劳动强度,有很好的使用价值。
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