PLC及动态画面监控系统在小方坯连铸机上的应用

The Application of PLC and Moving-picture Monitoring System to Bar Billet Caster Bao Yaping (Electronics Department,Anyang University) Abstract：This paper presents the properties of bar billet c aster,analyses the composition of PLC system and its network communication and m onitoning system.The operating results are fully approved. Key words：bar billet caster，PLC，monitoring 　　小方坯连铸机是冶金行业中的一项重大节能设备，电气控制已由当初的继电器系统发展为当前的PLC，DCS和过程机控制系统等。下面将介绍1例PLC控制及动态画面自动监控系统在小方坯连铸机上的应用。 小方坯连铸机的性能 　　该小方坯连铸机是铸机半径为6m的刚性引锭杆式弧型连铸机，四机四流，浇铸断面为120mm ×120mm和150mm×150mm二种，铸坯定尺有3m，6m和12m三种，设备拉速为0.4～4m/min ，浇铸钢种为Q235，20MnSi和45钢3种。电气控制要求采用PLC及网络通讯系统对连铸机全线 实施控制，设计PLC的上位机监控系统，实现CRT动态画面显示和生产报表打印等功能。 PLC控制系统 　　根据小方坯连铸机设备组成、控制和操作等特点，这里把连铸机分为共用设备和专用设备两大类，共用设备是指各铸流共用的设备，如钢包回转台、中间罐车等。专用设备是指每个铸流的专用设备，如结晶器振动装置、铸坯输出辊道等。 　　为了设计、编程调试及维护方便，我们设计了由1台PLC控制共用设备，每个铸流的专 用设备各用1套PLC控制的方案，即选用5套PLC对连铸机全线实施控制。依据控制系统所需 要的I/O点数和要完成的一些特殊功能，我们选用了性能价格比较好的SG-8B型PLC，该种PL C采用16位CPU，I/O点数2048点，程序存储器32K语句，并可实现上位通讯、PC通讯和网络通 讯等功能。该小方坯连铸机PLC系统构成如图1。 图1　小方坯连铸机PLC系统构成 　　其内容如下： 　　1. 框架设备 　　共用设备和各铸流设备的PLC所用I/O点数均在500点左右，为了便于维护和管理，我们采用的 是8槽3框架集中设置的方法，即每套PLC(3个框架)设置在同1个配电柜内，称之为PLC柜 。 　　2. PLC电源 　　PLC电源采用交流200V。由于这种PLC设有独立的电源模块，其本身具备了稳压电源的作用，适应范围为AC170～264V，所以外部线路无需再加稳压电源，但是考虑到一般钢铁厂电网干扰较严重，在PLC的外部电源线路上设计了1个隔离变压器。 　　3. 输入控制 　　输入控制电源采用直流24V，这主要是一方面考虑到信号线路较长，采用直流电源可避免线 间电容干扰，另一方面采用低电压，可使工作人员在操作台面上操作和维护元件更具安全性 。PLC输入模块为32点，模块上有LED工作状态指示。 　　4. 输出信号灯控制 　　输出信号灯电源采用直流24V，PLC输出模块选用的是32点晶体管输出式，由于是无触点输出 ，所以提高了系统的可靠性。 　　5. 输出逻辑控制 　　PLC的输出逻辑控制电源为交流220V，输出模块选用双向可控硅无触点式。 　　笔者认为，在PLC控制柜里所有PLC输出最好采用带熔断器式的接线端子，熔丝的容量根据负 载的大小来确定，这样即使某一路负载外部发生短路现象，也不会对PLC模块及整个系统产 生影响。 　　6. A/D模块 　　该模块用于各单流专用设备的PLC系统中，用于接收拉矫机的速度信号和结晶 器内钢水液位高度的信号，这些信号经过运算处理后除参与本系统的控制外，还将通过网络 传输给上位机的监控系统，进行数字及画面的显示。 PLC的网络通讯 　　每套PLC除了完成各种控制功能之外，它们之间还要进行大量的数据通讯，尤其是4套各单流设备的PLC，将分别与共用设备的PLC之间完成许多的电气联锁通讯功能，同时还要把多 种数据信号通过共用设备的PLC传送给上位机监控系统。为此，在该连铸机的电控系统中设 计了PLC的网络通讯功能。 　　SG-8B设计了简单实用的GENIUS网络通讯模块G-01GF模块，在使用时只要在要实现通讯的 每套PLC上插上1个G-01GF模块，再用1根双绞线把它们互联起来，即可实现网络中某1个 PLC对其他PLC的编程、监控和CPU全部信息的通讯功能，网络中信息的传送方式为半双工、 同步同期，最多32个局，最远传送距离为2 300m，且编程调试极其简便。 PLC的监控系统 　　为了实现小方坯连铸机整个生产过程的集中监视、检测、数据显示、故障报警及记录和生产报表等功能，我们设计了1个PLC实时通讯的上位机监控系统，系统配置如下： 　　1. 通讯部分：选用了上位通讯模块G-01DM，安装在公用设备PLC上，由于通讯距离较远(约 100m)，所以在PLC与上位机之间增设了1个RS-232C/RS-422接口转换器D-01CV。 　　2. 主机：IBM386及其以上兼容机。 　　3. 编程软件：使用了与光洋 (KOYO)S 系列配套的 AMS (Automatic Monitoring System) 组态软件。 　　4. 画面生成：在GENIUS网络上连接的PLC中所有数据信息，均可通过G-01DM模块传送给上 位机，经数据组态实现了生产动态画面的监控功能。 　　根据生产需要，在本系统中我们开发设计了30多幅动态显示画面，在显示过程中可通过键盘进行切换，系统也可自动切换到有效故障报警的画面上。对某些画面需要用键盘进行初始化设定，也可操作键盘随时打印出所需的生产报表等。 结　语 　　该控制系统自1998年初在某钢厂投入运行以来，系统运行稳定，操作及维护方便。由于控制系统设计的自动化程度较高，减轻了工人劳动强度，大大提高了生产效率。 鲍雅萍（安阳大学电气系　455000）