0 前言
受全球性金融的影響,鋼鐵行業(yè)也受到較大影響,企業(yè)對投資成本的控制更加嚴格。在鋼鐵生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)方案及硬件選型對整個項目的投資成本的影響不可忽視，如何降低硬件成本，同時又要保證系統(tǒng)可靠性，提高系統(tǒng)方案的競爭力成為電控系統(tǒng)集成商需要考慮的問題。在江蘇某民營鋼鐵企業(yè)的一條100萬噸棒材生產(chǎn)線項目中，業(yè)主對電控系統(tǒng)的控制水平要求很高，但對電控部分的投資卻壓得很低。為了拿下這個項目，同時又不降低控制水平，只有從PLC系統(tǒng)的硬件選型入手，尤其是控制系統(tǒng)中使用數(shù)量較多的遠程IO模塊。經(jīng)過前期的認真細致的考察，發(fā)現(xiàn)歐辰公司的SOFTLINK S7-300兼容模塊性價比不錯，產(chǎn)品質(zhì)量與西門子原裝產(chǎn)品不相上下。經(jīng)過慎重考慮，決定全線電控系統(tǒng)的遠程IO模塊采用SOFTLINK產(chǎn)品，同時為消除業(yè)主的后顧之憂，我們向用戶承諾，如果SOFTLINK產(chǎn)品有問題，我們將免費為用戶更換西門子遠程IO模塊。
1 工藝概況
整個棒材生產(chǎn)線按工藝順序包括加熱爐區(qū)，粗軋區(qū)、中軋區(qū)、精軋區(qū)、冷床區(qū)、收集區(qū)組成。加熱好的鋼坯按軋制節(jié)奏從加熱爐側(cè)面單根出爐。經(jīng)過出爐輥道輸送過來的鋼坯進入連軋機組開始軋制。軋制線由18架平立交替布置的短應(yīng)力線軋機組成。鋼坯首先經(jīng)Æ550×6粗軋機組軋制，經(jīng)1#飛剪切頭（尾）后進入Æ450×6中軋機組軋制，然后軋件經(jīng)2#飛剪切頭（尾）進入Æ350×6精軋機組軋制，精軋機組間設(shè)有立式活套，軋件在精軋機組之間處于無張力狀態(tài)。之后軋件經(jīng)3#飛剪倍尺分段。倍尺分段后的軋件由輸入輥道輸送，并由摩擦制動板制動后送入步進齒條式冷床，軋件在冷床上邊步進邊自然冷卻，下冷床前由對齊輥道使軋件對齊到輸出方向一端，然后由鏈式移送機按一定間距和數(shù)量形成成排的鋼材組，用卸鋼裝置成排送到冷床輸出輥道上。冷床輸出輥道成排地運送軋件到冷剪機切成定尺長度。
定尺材由升降橫移機橫移至橫移臺架上，再由橫移臺架送到成品跨內(nèi)。定尺材在運送的過程中進行檢查、分選、人工計數(shù)，然后落在帶有立輥的打捆輥道上收集成束，再送到2臺打捆機處進行捆扎，最后送到收集臺架上進行鋼材捆的稱重、掛標牌和收集。成品料捆由成品庫內(nèi)的磁盤吊車吊到堆放區(qū)堆放。
2 基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)
結(jié)合棒材生產(chǎn)線的工藝特點，本項目以SIEMENS公司S7-300/400系列PLC為核心，獨立開發(fā)的標準化、模塊化的棒線材軋機控制軟件包為前提，針對基于PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通信的全數(shù)字裝置而設(shè)計；基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)與傳動系統(tǒng)之間完全通過網(wǎng)絡(luò)交換信息，構(gòu)成全數(shù)字化的控制系統(tǒng)。控制信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息通過監(jiān)控網(wǎng)(ETHERNET)和分布式I/O網(wǎng)(PROFIBUS-DP網(wǎng))交換。
控制系統(tǒng)硬件包括SIEMENS公司S7-300/400系列PLC、SOFTLINK遠程IO模塊，人機接口終端(HMI)計算機和通訊網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成全廠監(jiān)視、控制系統(tǒng)。
全線采用了5套PLC系統(tǒng)，1套S7-400 PLC用于主軋線控制，3套S7-300 PLC用于3套飛剪控制，1套S7-300 PLC用于冷床/收集區(qū)控制。遠程IO模塊均采用SOFTLINK 300系列產(chǎn)品。
先進硬件與可靠的控制軟件的組合，使本系統(tǒng)具有如下主要特點：
l 德國西門子公司的傳動及控制產(chǎn)品，從硬件上保證了系統(tǒng)的可靠性；
l 集眾所長獨立開發(fā)的標準化、模塊化、參數(shù)化的控制軟件，自動化程度高，功能全面，選擇靈活，從軟件上保證了系統(tǒng)的可靠性；
l 完善的人機接口系統(tǒng)，畫面生動形象，信息豐富；
采用全中文顯示，具備在線幫助畫面，很容易掌握。
控制系統(tǒng)組態(tài)見下圖
3 主要控制功能
在該項目中，電控系統(tǒng)完成了如下控制功能
l 出爐輥道速度控制
l 軋線起動、停止，正反轉(zhuǎn)點動爬行以及緊急停車控制
l 設(shè)定終軋線速度，自動生成上游各機架級聯(lián)速度
l 自動級聯(lián)調(diào)節(jié)
l 軋線速度設(shè)定的自適應(yīng)控制
l 軋件跟蹤及堵鋼檢測
l 軋線沖擊速度補償控制
l 微張力控制
l 活套自動控制
l 活套輥升降自動控制
l 活套自動標定與應(yīng)急標定
l 冷床區(qū)邏輯控制
l 飛剪剪切控制
l 倍尺飛剪優(yōu)化剪切控制
其中的軋線自適應(yīng)功能、軋件自動堵鋼檢測、級聯(lián)隔離功能、飛剪優(yōu)化剪切功能為京誠公司所獨有，經(jīng)過了近100多條棒線材生產(chǎn)線及300多套飛剪項目的成功應(yīng)用。其中軋線的自適應(yīng)控制功能可以大大減少操作工的人為干預(yù)操作，大幅降低堆鋼事故。飛剪的優(yōu)化剪切功能可以自適應(yīng)加熱爐鋼坯長度的變化，同時還可以成品棒材的短尾分離，大大提高成材率。
4 結(jié)論
該項目投產(chǎn)以來，控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，功能全面，得到用戶的好評。尤其是棒材生產(chǎn)線電控系統(tǒng)首次采用的SOFTLINK 300系列產(chǎn)品，工作穩(wěn)定，得到用戶認可，并將用于下一項目。該項目也為PLC控制系統(tǒng)的產(chǎn)品選型開辟了一條新思路。
