太鋼熱連軋生產(chǎn)線加熱爐自動控制系統(tǒng)
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步進(jìn)式加熱爐在熱連軋廠的主要作用是把冷鋼坯送入爐內(nèi)加熱使鋼的溫度達(dá)到軋制所要求的溫度。整座加熱爐由爐體、上料輥道（A1-A8）（其中A3為板坯稱量輥道，A1為板坯測長輥道）、爐內(nèi)步進(jìn)梁、出料輥道（C1、C3、C5、D4、D5）、中間輥道（C2、C4、C5、C6、D1、D2）組成，由它們共同負(fù)責(zé)完成鋼坯入爐、步進(jìn)、出爐的整個過程。加熱爐設(shè)備的良好運(yùn)行直接影響到整條軋線的正常運(yùn)作。
為了與科技接軌，為了最大限度地實現(xiàn)全自動化，在改造中我們采用了西門子S7-400系統(tǒng)來控制加熱爐設(shè)備。
以下為加熱爐的兩張照片。其中圖A中所示為正在將冷坯裝入爐內(nèi)的情形，圖B中所示為正在將加熱后的鋼坯出爐時情形：
圖A
圖B
二、生產(chǎn)過程簡介
存放在板坯跨的板坯，按生產(chǎn)計劃所編排的順序，用半門吊放在上料輥道上，然后送到稱重輥道上進(jìn)行板坯的重量和標(biāo)號的核對，核對合格的板坯送往板坯測長輥道進(jìn)行板坯長度測量，測長后按生產(chǎn)計劃安排通過爐前裝料輥道分別送到四座加熱爐，板坯在爐前裝料輥道上按指定的爐前位置完成準(zhǔn)確定位，然后由推鋼機(jī)或裝鋼機(jī)通過滑道或直接抬升前進(jìn)送往爐內(nèi)。將其推入加熱爐內(nèi)的固定梁上，再由步進(jìn)梁托起板坯，使板坯在爐內(nèi)步進(jìn)式地進(jìn)行加熱。為使板坯準(zhǔn)確停在固定梁上并使板坯間隙正確，在爐子入口處設(shè)有激光位置探測器檢測板坯的位置。
板坯在爐內(nèi)運(yùn)送鋼坯在正常情況下步進(jìn)機(jī)械采用“正循環(huán)”操作，即板坯向出料端移動。板坯在加熱爐的步進(jìn)梁上步進(jìn)式通過各段進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱至規(guī)定溫度的板坯在爐子出料端受到激光位置探測器時，步進(jìn)機(jī)械在完成當(dāng)前的正循環(huán)后停止。當(dāng)接到軋機(jī)要鋼信號后，此時由板坯托出機(jī)將板坯托放到出料輥道中心線上，然后運(yùn)送到軋機(jī)前輥道，進(jìn)行軋制。
三、控制系統(tǒng)構(gòu)成
我們采用的是S7400的416型PLC,具備強(qiáng)大的邏輯及浮點(diǎn)計算能力、豐富的尋址方式、完整的與上位機(jī)通訊的協(xié)議、完善的數(shù)學(xué)函數(shù)功能，能快速響應(yīng)來自傳感器的信號，平穩(wěn)實現(xiàn)鋼坯在爐內(nèi)的運(yùn)輸，避免了機(jī)械機(jī)構(gòu)造成沖擊的可能性。并可靠地實現(xiàn)了加熱爐設(shè)備的手動、半自動、自動操作。
每座加熱爐根據(jù)控制對象、實現(xiàn)功能的劃分、各配置兩套PLC分別用于傳動控制、燃燒控制。每套PLC均由主機(jī)架部分與遠(yuǎn)程ET200分站組成。主機(jī)架均配置以太網(wǎng)卡與二級計算機(jī)及HMI服務(wù)器進(jìn)行通訊。各傳動PLC與公共PLC間有大量的信號進(jìn)行交換，為了減少以太網(wǎng)的通訊負(fù)擔(dān)，保證信號的實時性，所以各傳動PLC與公共PLC采用MPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。由于遠(yuǎn)程設(shè)備多、且有些遠(yuǎn)程設(shè)備在地理位置上比較集中，采用CPU通過PROFIBUS與遠(yuǎn)程ET200通訊的結(jié)構(gòu)既能保證了系統(tǒng)整體快速響應(yīng)，又能大大降低布線成本，是一個性價比極為合理的方案。
公共PLC硬件配置圖如圖1
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