沙钢宽厚板切头剪控制系统及功能

一 概述         切头剪是剪切线的重要组成设备，它负责合理地剪切钢板前端，然后根据需要把整个钢板切短，并完成对钢板不规则尾部的切除。它通过其弧形剪刃，根据滚动剪切的原理剪切厚度为5—50mm的钢板，为后续的双边剪和定尺剪的剪切提供了良好的基础。切头剪的控制设备采用ABB公司的AC450系列PLC，其强大的处理功能为切头剪的稳定运行提供了良好的条件。

二 关键词 切头剪 PLC（可编程控制器） AF100总线

三 AC450 PLC机架设备组成及简介         切头剪控制系统主要由ABB公司的AC450 PLC（包括CPU部分，S100本地I/O站，S800远程I/O部分以及各部分之间的通讯系统），操作员站和工程师站等组成。         AC450PLC是ABB公司生产的大型逻辑调节控制器，可以扩展到最多5700个模拟和数字I/O站，其冗余处理器模块具有8或16Mbyte动态RAM。它可以通过最多7个MasterFieldbuses(S400 I/O)或最多8个Advant Fieldbus 100(S800 I/O),可以连接分布式I/O系统，S400 I/O单元和S800 I/O模块。 CPU部分的硬件组成及功能： 柜内供电单元（TK402V051）以及24V DC分配单元（SX554）：用于提供PLC柜内元件的电源。 CPU机架（RF533）：用于放置模块并将它们互连。可以扩展5个I/O机架，可以插入12个通讯板，并且CPU可冗余。 CPU（PM511）：带存储卡，用于存储和处理用户程序。 Profibus DP接口板（CI541V1）：用于连接第三方的I/O（如西门子s7，iba等）。 MB300总线接口板（CS513K01）：用于连接MB300网络。 AF100远程I/O接口板（CI522A）：用于连接AF100总线。 后备电源（SB510）：电池冗余，断电时为机架提供12V电源。 DC24V/5V电源模块：电源遥控器，将直流24V变为直流5V，可冗余。 系统信息收集模块（TC520）：收集系统的运行信息并反馈给PLC。 AC450机架分布框图：

四 AC450 PLC的I/O站及通讯总线          ABB AC450 PLC的I/O站分为S100 I/O和S800 I/O。S100为本地I/O，安装与PLC柜内，主要由机架，并行通信总线的后板，I/O板，连接到过程的终端单元模块，连接单元的安装板，连接电缆等组成。其特点为传输速度快，但是成本高，采用跳线方式设置地址，模块支持热插拔（带电插拔）。S100 I/O板放在I/O机架内，每个S100 I/O根据类型不同有4—32个通道，每个机架有21个槽，经总线扩展（光纤最长500米）可达5个I/O机架。切头剪的S100 I/O主要负责采集刀刃位置编码器的数值等数据。          S800为远程I/O，它是通过AF100通信的I/O，主要由底座，I/O模块，Fieldbus通信接口，连接到过程的终端单元模块组成。它传输速度较慢，但成本低，采用拨码设置地址，它与S100一样也支持热插拔。          ABB AC450 PLC的通讯采用MB300控制网络和AF100通信总线。MB300控制网络用于Advant OCS自动化系统中的各种站，它有效地将通信功能从其余的系统中隔离，因此可以以最小的影响完全自由的对应用程序进行扩展和对网络进行更改，一个MB300网络最多可以连接45个站。这里所指的站包括AC450，AC410，AS100工程站，AS500操作站等。切头剪的工程师站和操作员站也是通过MB300网络与PLC通讯。         AF100为现场总线，其固定速率为 1.5MB/S，AC450最多可以有8条AF100总线，一条AF100总线可以下挂80个数据采集站（CI810），CI810可以扩展I/O，I/O模块也支持热插拔。其通信过程如下，I/O模块的信息经CI810采集后通过AF100总线传送至TC512（信号转换），再由TC512传送至CI522（接口板）后被CPU识别，同时CPU发送的指令经CI522传送至TC512后通过AF100总线至CI810，再通过I/O模块至现场元件，触发现场元件的动作。

五 编程工具         切头剪工程师站安装了Application Builder(APB) ,Function Chart Builder(FCB)和On-line Builder等编程软件用于维护PLC 程序， 1）APB 该程序是一个处理工程，节点，回路和典型回路的基本软件模块，它是ONB和FCB的先决条件，APB是包括在AMPL控制组态中其他工具的外壳。主要用于创建管理工程节点。2）FCB用于离线编程调试程序。3）ONB用于在线编程调试程序。

六 切头剪控制系统的功能          切头剪工程师站主要用于用于PLC在线设备运行的监控，PLC程序的修改等，操作员站用于操作人员操作切头剪区域的设备，各项数据的输入等等，它们都是通过MB300网络与PLC进行通讯。切头剪PLC下挂3条AF100总线，AF100-1/CS用于PLC控制切头剪区域的传动设备，传送PLC的控制字并返回传动设备的状态字。AF100-2/CS主要用于PLC控制切头剪的远程I/O，包括各种现场检测元件的信号，切头剪本体阀台，对中装置阀台和稀油润滑站的开关控制和反馈信号的检测，切头剪废料系统的控制，切头剪本体设备及换刀设备的本地控制，MCC柜的起停控制及反馈信号的检测等。AF100-3/CS主要用于切头剪的主操作台和液压系统。 下面是切头剪AF100总线的网络图：

结束语         切头剪区域设备众多，控制十分复杂，采用ABB AC450系列PLC，充分发挥了其控制精确，操作简单，生产效率高等特点，很好的完成对切头剪区域设备的控制，保证了设备持续稳定的运行，从调试至稳定生产，基本未出现大的故障，出色的完成了它的任务，为切头剪的稳定运行提供了坚实的基础。