GE智能平台90-70PLC在精整线上的应用———攀钢热轧板厂精整线上

［摘要］：攀钢热轧板厂采用GE 智能平台 90-70 PLC完成了精整上料装置及纵切机组技术改造。［关键词］： 电机 流量计 直流调速 工控　概述
　　攀钢三期改造项目，热轧板厂1450 精整上料装置及纵切机组技术改造是三条线同时改造。具体包含：纵切机组全线机械、液压、电气及自动化设备改造，1#、２#横切机组上料装置机械、液压、电气及部分自动化设备改造。整个系统的自动化程度达到国际二十世纪九十年代末技术水平。
  工艺流程
　　1#横切机组、2#横切机组工艺流程相同，并且从上料步进梁开始，到开卷机结束，与纵切机组从上料步进梁到开卷机的功能描述是一样的；控制过程基本相同。纵切机组改造后，除实现纵切和重卷功能外，还将完成分卷作业功能。工艺流程参见附图：
  
  系统结构
--1#横切机组、2#横切机组
　　1#、2#横切上料装置，从上料步进梁、上料小车到开卷机，其控制系统采用GE90-70PLC，控制机械、液压、传动系统。
  
  　　基础自动化系统主体依旧，在原有GE 90/70 PLC 系统中分别各新增2 个远程I/O站和西门子直流传动控制站，采用PROFIBUS-DP 总线方式与上位机通讯；将与上料装置系统有关的开关量信号和模拟量信号接入原有的GE 90/70 PLC，上料装置相关设备的控制和控制功能的实现在原有GE90/70 PLC 中完成。
  --纵切机组
　　纵切机组自动化系统由PLC 控制系统、HMI 系统、工程师站、一体化操作终端、称重系统、通讯网络以及网络打印机等外设组成。
  
  1．PLC 控制系统
　　纵切机组 PLC 系统硬件采用GE Fanuc 90/70 PLC 和Field Control 组成分布式I/O 控制系统。
2．HMI 系统
　　HMI 系统采用服务器-客户机结构形式。系统由一台服务器和两台HMI 客户机终端组成。服务器和客户机连接到3COM，通过Ethernet 网与PLC 进行数据交换。
3．工程师站
　　PLC 工程师站硬件采用一台便携式计算机，通过Ethernet 以太网实现对PLC 的编程、调试、监控和故障查找。
　　传动工程师站硬件采用一台工控计算机，实现对传动系统的编程、调试、监控和故障查找。
4．一体化操作终端
　　本系统在原料入口和成品出口处各安装一台一体化操作显示单元QUICKPANEL，用于原料确认、生产计划显示（入口）和成品参数确认（出口）。
5．称重和打印系统
　　在纵切机组主操作室和出口端各配置一台网络打印机，用于生产报表和产品标签打印；配置一台托利多称重装置，用于成品称重，称重装置通过转换器连接到PROFIBUS-DP 总线上，实现与服务器及打印机通讯。
6．通讯网络
　　Ethernet 以太网：通过3COM 将各通讯设备相连，用于PLC、HMI、网络打印机及PLC 工程师站间的通讯。（预留与工厂管理级计算机的通讯的接口）
　　PROFIBUS-DP 网：用于PLC 控制系统与电气传动控制系统间的通讯。用于PLC 主站与Field  Ｃontrol 分布式I/O 站、称重系统、一体化终端间的通讯。
  系统功能
--1#、２#横切机组基础自动化的主要控制功能包括：
-上料步进梁的动作及逻辑联锁控制
-上料钢卷宽度对中控制
-开卷机上卷小车的定位控制
-上卷小车钢卷高度对中控制
-卷径测量计算
  --纵切机组基础自动化的主要控制功能包括：
-上料步进梁原料确认
-上料步进梁的动作及逻辑联锁控制
-上料步进梁宽度对中控制
-上卷小车高度对中控制；该功能设置手动及自动两种方式
-卷径测量及计算，甩尾控制
-钢卷准备站的控制
-开卷机点动
-卷筒涨缩，活动支撑起、落
-开卷机整体平移
-开卷机压辊，深压辊，深压小车的动作及逻辑控制
  
  -反弯辊及夹送辊压下，抬升控制
-开头机铲头的上、下、前、后摆动及逻辑联锁控制
-液压站，稀油站系统控制
-开卷区设备传动的自动/手动方式选择控制等
-全线速度设定、匹配协调控制
-张力设定
-卷径检测及计算，包括初始卷径自动检测
-侧导板开口度控制；该功能设手动及自动两种方式
-矫直机的辊缝定位控制
-各设备的手动或点动的逻辑或速度控制
-带钢甩尾控制
-EPC投入与切除（EPC 全部引进德国设备）
-钢卷跟踪和带材跟踪
-自动切分控制
-活套自动套量调节控制
-钢卷称重控制
-全线的工艺过程和报警控制
-全线设备的逻辑联锁控制
-与传动系统的通讯
-与工厂管理级计算机的通讯（预留接口）；
  
  　　纵切机组基础自动化系统通过完成上述主要功能，实现全线的自动化控制。
  --系统软件
1. GE 90-70 编程软件Cimplicity Machine Edition 完成的功能主要包括：
-图形系统：用于自由地组态画面，并完全通过图形对象进行操作，图形对象具有动态属性并可对属性进行在线组态。
-报警信息系统：记录和存贮事件并予以显示；可自由选择信息分类、报表。
-变量存档：接收、记录和压缩测量值：曲线和图表显示及进一步的编辑功能。
-报表系统：用户自由选择一定的报表格式，按时间顺序或者事件触发来操作和处理文档当前数据，进行用户报表输出。
-处理功能：用ANSI-C 语言编辑组态图形对象的动作，该编辑通过系统内部的C编译器执行。
  2．Cimplicity Plant Edition HMI 系统的主要功能
　　操作室内的HMI 主要对整个机组的参数进行画面监控及生产数据的设定，画面均为中文。包括：
-纵切线生产流程显示
-机组速度的设定与显示
-开卷、卷取张力的设定显示
-各单机设备的速度、电压、电流显示
-电气传动系统的状态显示（启动、停止、正转、反转、故障等）
-来料规格的输入，包括来料的卷重、宽度、材质、板厚等
-成品规格的输入，包括卷重、宽度、板厚等
-部分功能的投入/切除管理
-部分设备的测试和操作
-机组报警信号显示
-开卷、卷取直径显示
-各开口度、重合度的显示
-生产报表的打印
-活套状态显示
-液压系统的状态显示
-历史数据的记录
-传动系统的电源合/分闸操作控制
-液压、润滑站的远程操作控制
  
  结束语
　　精整线改造项目所涵盖的知识面和技术含量是非常宽而深，既有机械、液压方面的知识；又有PLC 编程，人机界面，数据库管理，网络通讯；还有交直流全数字控制系统；而且是多方产品的综合组态、通讯，技术难度大。总计投资有800 万元人民币，但其社会效益和经济效益却达3000 万元人民币以上。