蚁象公司成功将S7-1200 PLC应用在推钢机液压站中

西门子 S7-1200在推钢机液压站中的应用

项目简介

连铸推钢机液压站负责为连铸车间内推钢机和下料机的液压缸提供动力，将热钢坯送至棒材轧制车间的钢坯输入辊道上。由于棒材轧制的连续性，对及时的送料要求比较高，故提供动力的液压站必须能保证压力及稳定。在此背景下，运用PLC控制，以保证系统的高效、稳定运行。

工艺流程介绍

本液压系统包括一个油箱、2台高压泵组（1用1备）、1台循环冷却泵组、回油过滤器等组成。液压系统的液位、液温、压力分别由位于油箱上的液位传感器、温度传感器、压力传感器来检测。

系统中配有冷却水阀和油箱加热器，在油温过高或过低时启动，以调节温度至合适范围。每个泵吸口都有一个手动蝶阀，蝶阀必须在打开位置，才可启动相应的泵电机。系统在无故障的情况下方可启动。启动顺序为先启循环泵，再启高压主泵，正常情况下，一台主泵运行即可满足系统需求，在压力不能满足的情况下，才启动备用泵，并在备用泵稳定运行后，停掉主泵。如出现压力过高的情况，则需检查过滤器是否堵塞。液压系统温度、压力和液位出现不正常，柜门故障蜂鸣器报警。整个控制系统的流程如图2所示。

方案确立

项目开始初期定的采用S7-200 PLC，因需保留通讯接口，且要求现场编程方便，考虑性价比，决定采用S7-1200系列。本系统检测及控制用点数较多，需要扩展两个以上信号模块，只能采用CPU 1214C。其内置一个以太网接口，可以方便的下载程序，且支持与上位机连接，为日后连接到连铸操作室做好准备。

产品硬件配置

本控制柜将放置到现场液压站内，柜门上需要全面、醒目的信号指示以及可操作面板，采用指示灯和按钮的组合，并设置了故障蜂鸣器。本系统中采用的模块如下：

本项目中需要点数较多，而1200系列还未推出64点模块，只能选择最大的16DI+16DO的32点模块，另外，CPU中虽然支持两个模拟量输入信号，但是只能测量电压型0~10V，而现场信号都为4~20mA，考虑到转换后信号的精度及稳定性，增加了一块模拟量输入模块。此模块支持四路0~20mA信号，与现场信号零点不同，在程序里进行模拟量输入量程转换，使之与实际相符。

软件开发

使用的编程软件版本为TIA Portal v10.5 SP2，相对于前面的版本，稳定性提高不少。系统中的低压设备如泵、加热器等都是通过接触器直接控制，直接通过Q点输出来控制。

系统分为手动和自动模式。手动模式下，由操作员控制液压站中每个设备的启停，故障情况下，需要操作员来判断，并做出修正。自动模式下，系统内部根据基本条件联锁，操作员选择启动后，液压站自己按流程图中顺序，检查条件，无故障的情况下，先起循环泵，再起主泵。如果出现故障信号，系统根据当前信号自动做出反应。

加热器和冷却水阀有单独的手自动，在手动模式下，也可以使其自动工作。温度超高时，冷却水阀打开；温度超低时，加热器启动。加热器同时还和液位联锁，液位超低时，加热器不得工作，防止干烧损坏设备。

应用体会

经过本次对SIMATIC S7-1200 控制器的使用，对西门子未来的产品线有了一定的了解（以后所有的PLC产品都整合到TIA Portal下组态编程）。S7-1200在性能及功能上相比S7-200有了一定的提高，尤其是集成了Profinet接口是一大亮点，方便编程、通讯，在将来如果能够支持主站模式，性价比更高。