基于PLC的連鑄切割機控制系統(tǒng)研究

關(guān)磊

摘 要：可編程控制器簡稱為PLC，屬于控制系統(tǒng)的核心裝置，具備極強的功能，性能穩(wěn)定，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化成產(chǎn)的系列中，取得的控制效果也令人滿意。文章將介紹三菱Q系列PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)取得領(lǐng)先的應(yīng)用，是世界領(lǐng)先的可編程控制器之一。文章探討怎么樣升級現(xiàn)有的控制系統(tǒng)所具有的性能，進而創(chuàng)建出一種分布式控制系統(tǒng)，并使得這個系統(tǒng)能夠滿足當前現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)與管理的需求。

關(guān)鍵詞：PLC連鑄切割機；控制系統(tǒng)；控制器；安全性

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）23-0116-02

連鑄切割機是指需要對連續(xù)澆鑄的鋼坯進行切割。完成這個操作需要注意的問題是：①切割過程中，被切割的鋼坯會一直處于向前移動的狀態(tài)，只有切割槍與鋼坯同時向前移動，保持同步，才可進行有效操作和控制。②需要進行連續(xù)澆鑄的鋼坯進行長度測量，掌握可供切割。本文針對這兩個問題研制了PLC的連鑄切割機控制系統(tǒng)，希望能夠為類似的切割系統(tǒng)提供參考。

1 PLC的優(yōu)點

具有自身優(yōu)勢的PLC長時間被應(yīng)用于工業(yè)自動化的控制的核心領(lǐng)域，實現(xiàn)了十分可靠的控制操作。具有以下突出的優(yōu)勢。

1.1 可靠性高，適應(yīng)性強

工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備具有較高的要求，尤其是安全和可靠。PLC是采用微電子進行控制，同時采取一系列的屏蔽硬件進行抗干擾，包括屏蔽、濾波、集中輸出、集中取樣、光電隔離等舉措，增強了設(shè)備的抗干擾能力，更適用于環(huán)境比較惡劣的工作場合。通常，當PLC無故障時，可連續(xù)工作5萬h。除此外，PLC還具有靈活的自我修復(fù)功能，可以及時自動查找故障，診斷出PLC系統(tǒng)的硬件故障，其判斷速度迅速、準確率高，有效保障了故障現(xiàn)場。

1.2 操作簡易

PLC系統(tǒng)使用的編程語言為簡單易懂的梯形語言，該語言形式主要通過點、線來表達，這與繼電器控制線路答案表達具有相似性，操作起來比較簡單，容易被該類工程的技術(shù)人員認可和接受。

1.3 適用范圍廣

該系統(tǒng)的適用范圍廣泛，其主要技術(shù)領(lǐng)域涵蓋了多個方面，如生產(chǎn)過程的監(jiān)控和管理、生產(chǎn)的順序調(diào)控、位置和過程控制、以及工業(yè)局域網(wǎng)絡(luò)等方面。

2 標特缺失

2.1 連鑄切割機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

連鑄切割機系統(tǒng)具有能夠連續(xù)的從連鑄機所拉出的鋼坯切割成為規(guī)定尺寸鋼坯的重要功能，從而實現(xiàn)更好更方便的輸送與吊運，連鑄切割機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

在前面提到的第一個問題中，連鑄切割機的切割系統(tǒng)通常安裝在大型車架上，在需要切割時將其降下來，壓在鋼坯的上方。鋼坯和大車機架兩者之間會有相當程度的摩擦阻力產(chǎn)生，鋼坯的拖動可將大車機架一起帶動并向前位移，形成一定的連續(xù)性位移。使用完畢后，升起大車機架，將其與鋼坯分開，并在電機的作用下驅(qū)動大車實現(xiàn)前后的位移。

在前面的第二個問題中，連鑄切割機安裝了2個絕對值式的編碼。第一個為MR-1，第二個為MR-2。MR-1的數(shù)值可以直接反映出大車機架所在的具體位置，不管是大車機架位置的變化是在什么樣的動力下驅(qū)使的，MR-1的計數(shù)數(shù)值都會相應(yīng)地變化，計數(shù)范圍通常在0-9999內(nèi)；MR-2的數(shù)值變化由鋼坯的移動產(chǎn)生，并且隨著它的變化而發(fā)生變化，其計數(shù)范圍一般都在0-1024內(nèi)。

2.2 連鑄切割機控制系統(tǒng)的硬件配置

所選擇的連鑄切割機在其操控方式與系統(tǒng)運行的過程中，要按照其配置所具有的相關(guān)要求，通過采用三菱公司所生產(chǎn)的Q系列PLC與A985GTo組合而成的連鑄切割機控制系統(tǒng)。三菱系列的硬件系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)點，是當今世界領(lǐng)先的可編程控制器之一，其運算速度快，體積小，具有較高的性能，給控制系統(tǒng)在將來的擴展中創(chuàng)造良好的發(fā)展條件。三菱公司所生產(chǎn)的A985GoT觸摸屏，和Q系列PLC兩者之間運用公司內(nèi)部的總線連接，其傳輸?shù)乃俾蕵O其快捷，通過觸摸屏的使用，在一定程度上實現(xiàn)即時觀測連鑄切割機在運行時所具備的功能。

3 連鑄切割機控制系統(tǒng)的軟件配置

3.1 MR-1、MR-2的數(shù)據(jù)處理方式

MR-1的數(shù)據(jù)處理方式為絕對值式的編碼器讀數(shù)，其數(shù)值隨著工作狀態(tài)的改變而改變。當數(shù)值為0時，大車機架無任何操作；當機架處于切割狀態(tài)時，MR-1的數(shù)據(jù)增大，大車機架向前位移。當切割完成之后，大車機架要返回原點，MR-1數(shù)值就會減小。當系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)的時候，只有在切割時，才會使大車機架向前位移。大車機架的位移距離通常小于10 000 m，主要原因在于切割的時間較短，且鋼坯位移的速度比較慢。在進行鋼坯長度測量的時候，用loom來作為MR-2數(shù)據(jù)的處理方式。每一次到達采樣周期的時間之后，就要把MR-2計數(shù)值存到數(shù)據(jù)資料寄存器D60中，來作為本次的采樣周期所形成的數(shù)據(jù)，同時要減去上一次采樣周期的數(shù)值，將結(jié)果存入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寄存器D62內(nèi)。如果得到的數(shù)據(jù)差為正值。如果是正數(shù).就要把D62和D63相加，把得到的總和存入到D63中，D63中所存放的數(shù)值就是所測得鋼坯長度的數(shù)值。如果是負值，就要把D62和常數(shù)1024加起來，得到的和就存到D62中，接著再把D62和D63加起來，得到的總和存到D63中。最后把D60中的數(shù)值存到D61中。

3.2 連鑄切割機的自動切頭的工作原理

連鑄切割機自動切頭的方式主要指的是在開始運行系統(tǒng)的時候，要把鋼坯頭部小段的不均勻鋼坯清理掉，一旦鋼坯移動到了MR-2之后，MR-2久開始計數(shù)，同時經(jīng)過數(shù)據(jù)的處理，D63內(nèi)的數(shù)值就是流出鋼坯測得的長度。當D63中的數(shù)值與L1加L2加D66再減L3相等之后，系統(tǒng)就開始發(fā)出預(yù)壓的信號，這時候就要把大車機架降到預(yù)壓的區(qū)域。當D63中的數(shù)值與Ll加L2加D66相等的時候，就要發(fā)出壓緊的命令，同時大車機架就再次下降到壓在鋼坯的上方位置。這時，1割槍與2切割槍從相對接的方向開始切割，大車機架要隨著鋼坯的移動而向前移動到對點的位置，MR-1就可以開始計數(shù)。一旦兩槍相遇，傳感器開始有動作時，1切割槍立即停止切割，并停在原地，2切割槍也停止切割，返回原切割槍的地點。當看到MR-1計數(shù)值已經(jīng)反映出大車機架處與切頭臺車位置的時候，l切割槍就要重新再向前切割，一直到切割完成，發(fā)出壓緊的命令。這時候大車機架就要再一次下降到鋼坯上，并且壓在其上方，同時1切割槍與2切割槍從相對接的方向開始切割，大車機架同時隨著粉俐坯的移動而向前移動，MR-1就開始計數(shù)。一旦兩槍相遇，傳感器開始有動作時，2切割槍立即停止切割，返回原切割的地點，1切割槍還要繼續(xù)的向前切割，一直連續(xù)切割完畢后停止工作。

4 結(jié) 語

經(jīng)實踐證明，PLC系統(tǒng)操作起來可靠性高，自動或者受手動切換十分簡單、靈活，被廣大用戶所接受，得到了廣大用戶的好評。為不斷完善PLC的功能，還需要工作人員在日常的生產(chǎn)中不斷積累經(jīng)驗，為PLC系統(tǒng)的完善創(chuàng)造更好的條件。希望本文能夠為類似的連鑄切割系統(tǒng)提供一定的參考價值。

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