【文章內容簡介】 小方坯鑄機作業(yè)率都在 60%以下 ， 拉速多數(shù)都在 1～ 2m/min 左右 ； 絕大多數(shù)小方坯鑄機只能連鑄普通低碳鋼、低合金鋼 ， 很少有 能連鑄中、高碳鋼 ； 小方坯連鑄機很少有采用完全自動控制系統(tǒng)操作的 ,大都采用人工手動或部分自動操作。因此 ， 我國小方坯連鑄生產(chǎn)技術要趕上國際水平還有一段相當大的差距 【 6】 。 本文研究的內容 小方坯連鑄有送引錠、拉坯、拉尾坯三個工作流程， 本次設計共用到兩臺電機，引錠桿電機和拉矯電機。引錠桿電機主要負責送引錠和引錠桿的回收；拉矯電機負責送引錠、拉坯以及拉尾坯。拉矯輥的抬起、一壓壓下、二壓壓下的動作由電磁閥控制。 還有 三個光電開關， 第一個光電開關是引錠桿回收到位停引錠電機光電開關，第二個光電開關是引錠電機減速光 電開關，第三個光電開關為送引錠狀態(tài)下停引錠桿電機光電開關。 送引錠開始后，當引錠桿頭部出了第三個光電開關的位置時，第三 15 個光電開關會得到一個上升沿信號，則進行停引錠電機與 拉矯輥 一壓壓下的動作，當一壓壓下到位時，位置檢測開關發(fā)出信號，延時 5S 啟動拉矯電機。在拉坯模式 下 ，當引錠桿 尾 部再次經(jīng)過第三個光電開關時，第三個光電開關會得到一個下降沿信號，則進行脫引錠的操作，延時 5S 確保脫引錠完成 ， 啟動引錠電 機，同時 拉矯輥 再進行一壓轉二壓 操作 。所以第三個光電開關也是脫引錠 光電開關 。 當引錠桿回收 引錠桿尾部 到第二個光電開關的位 置時，第二個光開會發(fā)出一個下降沿信號，則引錠桿電機減速，以確保引錠電機安全停止。 當 引錠 桿尾部 回收到達第一個光開時，第一個光電開關發(fā)出下降沿信號，進行停引錠電機操作。 延時 5S 確保引錠電機停止，插引錠桿插銷。 由于連鑄的工藝流水線較長，而且熱坯和引錠桿在不同的位置時，有時需要人為觀察和手動操作，所以在整個流水線上分了兩個操作臺，一個是切割室，在引錠電機和拉矯電機的交界處 ，以方便送引錠操作 ；另一個是懸掛箱，在整個流水線的上方靠近中間包處， 以便于 送引錠 時對拉矯機進行點動操作，使 引錠桿 停在合適的位置 ；拉坯模式下，便 于操作工人控制拉速調整結晶器液面高度 。 本次設計， 采用 了 S7300PLC 對連鑄拉矯機進行控制，通過變頻器對電動機正反轉以及速度的調節(jié)，使其完成送引錠、拉坯、拉尾坯三個工作流程。 第 2 章 連鑄拉矯機 電控 設備簡介 S7300 系列 PLC: 標題上不要冒號 S7300 系列 PLC 特點 ： SIMATIC S7 系列 PLC 是德國西門子公司在 S5系列 PLC基礎上于 1995 16 年陸續(xù)推出的性能價格比較高的 PLC 系統(tǒng)。其中，微型的有 SIMATIC S7200 系列，最小配置為 8DI/6DO， 可擴展 2～ 7 個模塊，最大 I/O 點數(shù)為 64 DI/DO、 12AI/4AO；中小型的有 SIMATIC S7300 系列；中高檔性能的有 S7400 系列。 SIMATIC S7 系列 PLC 都采用了模塊化、無排風扇結構且具有易于用戶掌握等特點，使得 S7 系列 PLC 成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及大規(guī)模應用的首選產(chǎn)品。 SIMATIC S7300 的大量功能能夠支持和幫助用戶進行編程、啟動和維護，其主要功能如下： (1) 高速的指令處理。 ～ us 的指令處理時間在中等到較低的性能要求范圍內開辟了全新的應用領域。 (2) 人機界面 (HMI)。方便的人機界面服務已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內，因此人機對話的編程要求大大減少。 (3) 診斷功能。 CPU 的智能化的診斷系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常，記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。 (4) 口令保護。多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。 SIMATIC S7300 系統(tǒng)基本構成 ： SIMATIC S7300 系列 PLC 是模塊化結構設計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。其系統(tǒng)構成如圖 21 所示。它的主要 組 成 部分有導軌 (RACK)、電 源模塊 (PS)、中央處理單元模塊 (CPU)、接口模塊 (IM)、信號模塊 (SM)、功能模塊 (FM)等。它通過 MPI 網(wǎng)的接口直接與編程器 PG、操作員面板 OP 和其它 S7 系列 PLC 相連。 17 圖 2 圖名 超邊框 S7300 的擴展能力 ： S7300 是模塊化的組合結構，根據(jù)應用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機架 (導軌 )或多個機架上。與 CPU312 IFM 和 CPU313 配套的模塊只能安裝在一個機架上。除了電源模塊、 CPU 模塊和接口模塊外，一個機架上最多只能再安裝 8個信號模塊或功能模塊。 CPU314/315/3152DP 最多可擴展 4 個機架， IM360/IM361 接口模塊將 S7300 背板總線從一個機架連接到下一個機架 。 S7300 模塊地址的確定： 根據(jù)機架上模塊的類型，地址可以為輸入 (I)或輸出 (O)。數(shù)字 I/O模塊每個槽劃分為 4B(等于 32 個 I/O 點 )。模擬 I/O 模塊每個槽劃分為PS307 CPU 模塊 IM 361 SM 321 SM 332 ... IM 360 FM 351 SM 331 SM 332 PG OP 其他 PLC 18 16B(等于 8 個模擬量通道 )，每個模擬量輸入通道或輸出通道的地址總是一個字地址。 S7300PLC 存 儲 區(qū)域： (1)系統(tǒng)存儲區(qū)： RAM 類型，用于存放操作數(shù)據(jù) (I/O、位存儲、定時器、計數(shù)器等 )。 (2)裝載存儲區(qū)：物理上是 CPU 模塊中的部分 RAM，加上內置的 EEPROM或選用的可拆卸 FEPROM 卡，用于存放用戶程序。 (3)工作存儲區(qū)：物理上占用 CPU 模塊中的部分 RAM，其存儲內容是CPU 運行時所執(zhí)行的用戶程序單元 (邏輯塊和數(shù)據(jù)塊 )的復制件。 CPU 程序所能訪問的存儲區(qū)為系統(tǒng)存儲區(qū)的全部、工作存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)塊 DB、暫時局部數(shù)據(jù)存儲區(qū)、外設 I/O 存儲區(qū) (P)等 。 S7300 系列 PLC 模塊性能簡介 模塊： S7300有 CPU312 IFM、 CPU31 CPU31 CPU314 IFM、 CPU315/3152DP、CPU3162DP、 CPU3182DP 等 8 種不同的中央處理單元可供選擇。CPU3152DP、 CPU3162DP、 CPU3182DP 都具有現(xiàn)場總線擴展功能。 CPU以梯形圖 LAD、功能塊 FBD 或語句表 STL 進行編程。 CPU 模塊的方式選擇和狀態(tài)指示 ： CPU312 IFM/313/314/314 IFM/315/3152DP/3162DP/3182DP 模塊的方式選擇開關都一樣，有以下 4 種工作方 式，通過可卸的專用鑰匙來控制選擇。 (1)RUNP：可編程運行方式。 CPU 掃描用戶程序，既可以用編程裝置從 CPU 中讀出，也可以由編程裝置裝入 CPU 中。用編程裝置可監(jiān)控程序的運行。在此位置鑰匙不能拔出。 (2)RUN：運行方式。 CPU 掃描用戶程序，可以用編程裝置讀出并監(jiān)控PLC CPU 中的程序，但不能改變裝載存儲器中的程序。在此位置可以拔出鑰匙，以防止程序在正常運行時被改變操作方式。 19 (3)STOP：停止方式。 CPU 不掃描用戶程序，可以通過編程裝置從 CPU中讀出，也可以下載程序到 CPU。在此位置可以拔出鑰匙 。 (4)MRES：該位置瞬間接通，用以清除 CPU 的存儲器 。 ： 數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉換成 S7300內部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。對現(xiàn)場輸入元件，僅要求提供開關觸點即可。輸入信號進入模塊后，一般都經(jīng)過光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待 CPU 采樣。采樣時，信號經(jīng)過背板總線進入到輸入映像區(qū)。 ： S7300 的 CPU 用 16位的二進制補碼表示模擬量值。其中最高位為符號位 S， “0” 表示正值， “1” 表示負值，被測值的精度可以調整 ，取決于模擬量模塊的性能和它的設定參數(shù)，對于精度小于 15 位的模擬量值，低字節(jié)中冪項低的位不用。 S7300 模擬量輸入模塊可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號，而模擬量輸出模塊可以輸出 0～ 10V， 1～ 5V，－ 10V～ 10V， 0～ 20mA，4～ 20mA，－ 20～ 20mA 等模擬信