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3.2PLC系統(tǒng)組成及功能

以濟南20萬噸熱鍍鋅項目為例，PLC系統(tǒng)采用西門子公司S7-400系列PLC，主CPU采用S7-416-2DP，遠程I/O采用ET200，由CPU、存儲單元、電源模板、通訊模板、輸入/輸出模板、高速計數(shù)模板、中繼器等組成，PLC與分布式I／O及傳動系統(tǒng)采用Profibus-DP網(wǎng)。具體配置見表3。

PLC控制系統(tǒng)主要完成加工線工藝功能的控制，根據(jù)工藝需要完成區(qū)段速度設定、張力設定、活套控制、邏輯控制、監(jiān)測和報警、與上位機進行通訊等控制功能;在三個操作臺(入口操作臺、工藝操作臺、出口操作臺)上分別設有模塊化I/O單元，由通訊電纜匯總到PLC系統(tǒng)，為提高系統(tǒng)可靠性，PLC與各自的遠程I/O站之間的通訊、PLC與調速傳動裝置之間采用獨立通訊網(wǎng)絡，PLC把設定參數(shù)和控制指令傳送到終端和各調速傳動系統(tǒng)，并收集各調速傳動系統(tǒng)的狀態(tài)和電氣參數(shù)送到人-機接口的CRT上顯示。

4、PLC軟件功能

冷帶連續(xù)加工機組的PLC軟件主要是焊縫跟蹤任務，包括自動剎車、慢速定位和緊急剎車;焊縫跟蹤任務是靠現(xiàn)場遠程I/O站信號通過ProfiBUS-DP與S7-400主CPU通訊，依據(jù)編制好的過程控制軟件完成，它的任務主要包括:

(1)根據(jù)帶鋼焊縫在機組的位置實現(xiàn)機組的自動剎車

a)開卷機的自動甩尾剎車。

b)入口活套/出口活套的自動剎車。

c)卷取機的自動剎車。

d)拉矯機的輥道自動開/閉。

(2)根據(jù)焊縫位置實現(xiàn)機組的慢速定位

a)入口上/下通道帶頭在焊機處的慢速定位。

b)入口上/下通道在助卷器和夾送輥兩種方式下的穿帶。

c)入口/出口側剪刀處的帶鋼定位。

d)焊縫的自動打孔。

e)根據(jù)焊縫位置計算帶長。

(3)機組的緊急剎車

a)傳動設備故障的機組緊急剎車。

b)斷帶故障的緊急剎車。

(4)4個程序模塊

上述所有工藝要求的控制功能其軟件核心為4個程序模塊，根據(jù)需要分別在自動剎車、慢速定位和緊急剎車過程中調用，它們是:

a)狀態(tài)控制模塊MDCT01。

b)張力調節(jié)模塊TEAD01。

c)定位模塊POSI01。

d)自動剎車模塊AUBK01。

定位模塊POSI01、自動剎車模塊AUBK01的功能主要是接受來自現(xiàn)場狀態(tài)控制點的狀態(tài)，并且根據(jù)狀態(tài)控制點狀態(tài)去觸發(fā)或者調用狀態(tài)控制模塊MDCT01和張力調節(jié)模塊TEAD01的不同設定值程序,它們附屬于張力調節(jié)模塊和狀態(tài)控制模塊，主要是開關順序連鎖和通／斷關系;狀態(tài)控制模塊MDCT01和張力調節(jié)模TEAD01的主要功能是速度-張力的設定，其具體內容見表4。

狀態(tài)控制模塊MDCT01和張力調節(jié)模塊TEAD01按照機組工作狀態(tài)的不同可以分為目標速度非“0"狀態(tài)的生產(chǎn)請求和目標速度為“0"生產(chǎn)請求兩種基本情況;

(5)目標速度非“0"狀態(tài)的生產(chǎn)請求，可以分為兩種情況:

a)初始速度為“0"，既生產(chǎn)線為停止狀態(tài)，這種情況下，首先要進入張力準備階段，根據(jù)工藝要求進行張力預選，接通張力，建立靜態(tài)張力，其次是張力調節(jié)階段，建立該運行區(qū)所有設備的工作張力，并且對張力的建立和調節(jié)進行確認和檢查，在確認和檢查無誤的情況下，進入速度調節(jié)階段，經(jīng)過一定時間Δt(如出口段為4秒、工藝段為3秒、出口段為6秒)檢查速度不為“0"，說明請求實現(xiàn)，具體張力-速度請求-確認曲線模型如圖3所示。

b)初始速度不為“0"，既生產(chǎn)線為正常生產(chǎn)狀態(tài)，這種情況下，所有張力均已存在，各段張力均為正常生產(chǎn)值，此時，可以直接進行速度調節(jié)，具體張力-速度曲線模型如圖4所示。

目標速度為“0"，這種請求是實現(xiàn)目標速度為“0"的狀態(tài)，具體張力-速度曲線模型如圖5所示。

由圖4可以知道，當速度為“0"后大約0.7秒，取消工作張力，建立靜態(tài)張力，若沒有外部中斷請求，那么在大約900s之后，系統(tǒng)自動取消靜態(tài)張力，張力值“0"。

圖6表示鍍鋅機組入口段軟件功能框圖，整個框圖基本包括狀態(tài)控制模塊MDCT01、張力調節(jié)模塊TEAD01、定位模塊POSI01和自動剎車模塊AUBK01。

冷帶連續(xù)加工機組的PLC控制程序編制，應該注意以下情況: