【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 小方坯鑄機(jī)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(jī)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(jī)很少有采用完全自動(dòng)控制系統(tǒng)操作的 ,大都采用人工手動(dòng)或部分自動(dòng)操作。因此 ， 我國(guó)小方坯連鑄生產(chǎn)技術(shù)要趕上國(guó)際水平還有一段相當(dāng)大的差距 【 6】 。 本文研究的內(nèi)容 小方坯連鑄有送引錠、拉坯、拉尾坯三個(gè)工作流程， 本次設(shè)計(jì)共用到兩臺(tái)電機(jī)，引錠桿電機(jī)和拉矯電機(jī)。引錠桿電機(jī)主要負(fù)責(zé)送引錠和引錠桿的回收；拉矯電機(jī)負(fù)責(zé)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(dòng)作由電磁閥控制。 還有 三個(gè)光電開關(guān)， 第一個(gè)光電開關(guān)是引錠桿回收到位停引錠電機(jī)光電開關(guān)，第二個(gè)光電開關(guān)是引錠電機(jī)減速光 電開關(guān)，第三個(gè)光電開關(guān)為送引錠狀態(tài)下停引錠桿電機(jī)光電開關(guān)。 送引錠開始后，當(dāng)引錠桿頭部出了第三個(gè)光電開關(guān)的位置時(shí)，第三 15 個(gè)光電開關(guān)會(huì)得到一個(gè)上升沿信號(hào)，則進(jìn)行停引錠電機(jī)與 拉矯輥 一壓壓下的動(dòng)作，當(dāng)一壓壓下到位時(shí)，位置檢測(cè)開關(guān)發(fā)出信號(hào)，延時(shí) 5S 啟動(dòng)拉矯電機(jī)。在拉坯模式 下 ，當(dāng)引錠桿 尾 部再次經(jīng)過第三個(gè)光電開關(guān)時(shí)，第三個(gè)光電開關(guān)會(huì)得到一個(gè)下降沿信號(hào)，則進(jìn)行脫引錠的操作，延時(shí) 5S 確保脫引錠完成 ， 啟動(dòng)引錠電 機(jī)，同時(shí) 拉矯輥 再進(jìn)行一壓轉(zhuǎn)二壓 操作 。所以第三個(gè)光電開關(guān)也是脫引錠 光電開關(guān) 。 當(dāng)引錠桿回收 引錠桿尾部 到第二個(gè)光電開關(guān)的位 置時(shí)，第二個(gè)光開會(huì)發(fā)出一個(gè)下降沿信號(hào)，則引錠桿電機(jī)減速，以確保引錠電機(jī)安全停止。 當(dāng) 引錠 桿尾部 回收到達(dá)第一個(gè)光開時(shí)，第一個(gè)光電開關(guān)發(fā)出下降沿信號(hào)，進(jìn)行停引錠電機(jī)操作。 延時(shí) 5S 確保引錠電機(jī)停止，插引錠桿插銷。 由于連鑄的工藝流水線較長(zhǎng)，而且熱坯和引錠桿在不同的位置時(shí)，有時(shí)需要人為觀察和手動(dòng)操作，所以在整個(gè)流水線上分了兩個(gè)操作臺(tái)，一個(gè)是切割室，在引錠電機(jī)和拉矯電機(jī)的交界處 ，以方便送引錠操作 ；另一個(gè)是懸掛箱，在整個(gè)流水線的上方靠近中間包處， 以便于 送引錠 時(shí)對(duì)拉矯機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)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(diào)整結(jié)晶器液面高度 。 本次設(shè)計(jì)， 采用 了 S7300PLC 對(duì)連鑄拉矯機(jī)進(jìn)行控制，通過變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)以及速度的調(diào)節(jié)，使其完成送引錠、拉坯、拉尾坯三個(gè)工作流程。 第 2 章 連鑄拉矯機(jī) 電控 設(shè)備簡(jiǎn)介 S7300 系列 PLC: 標(biāo)題上不要冒號(hào) S7300 系列 PLC 特點(diǎn) ： SIMATIC S7 系列 PLC 是德國(guó)西門子公司在 S5系列 PLC基礎(chǔ)上于 1995 16 年陸續(xù)推出的性能價(jià)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(kuò)展 2～ 7 個(gè)模塊，最大 I/O 點(diǎn)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(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)且具有易于用戶掌握等特點(diǎn)，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(yīng)用的首選產(chǎn)品。 SIMATIC S7300 的大量功能能夠支持和幫助用戶進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù)，其主要功能如下： (1) 高速的指令處理。 ～ us 的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。 (2) 人機(jī)界面 (HMI)。方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內(nèi)，因此人機(jī)對(duì)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(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。 (4) 口令保護(hù)。多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。 SIMATIC S7300 系統(tǒng)基本構(gòu)成 ： SIMATIC S7300 系列 PLC 是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種單獨(dú)模塊之間可進(jìn)行廣泛組合和擴(kuò)展。其系統(tǒng)構(gòu)成如圖 21 所示。它的主要 組 成 部分有導(dǎo)軌 (RACK)、電 源模塊 (PS)、中央處理單元模塊 (CPU)、接口模塊 (IM)、信號(hào)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(kuò)展能力 ： S7300 是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，可選用不同型號(hào)和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架 (導(dǎo)軌 )或多個(gè)機(jī)架上。與 CPU312 IFM 和 CPU313 配套的模塊只能安裝在一個(gè)機(jī)架上。除了電源模塊、 CPU 模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能再安裝 8個(gè)信號(hào)模塊或功能模塊。 CPU314/315/3152DP 最多可擴(kuò)展 4 個(gè)機(jī)架， IM360/IM361 接口模塊將 S7300 背板總線從一個(gè)機(jī)架連接到下一個(gè)機(jī)架 。 S7300 模塊地址的確定： 根據(jù)機(jī)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(gè)槽劃分為 4B(等于 32 個(gè) I/O 點(diǎn) )。模擬 I/O 模塊每個(gè)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(gè)模擬量通道 )，每個(gè)模擬量輸入通道或輸出通道的地址總是一個(gè)字地址。 S7300PLC 存 儲(chǔ) 區(qū)域： (1)系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)： RAM 類型，用于存放操作數(shù)據(jù) (I/O、位存儲(chǔ)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等 )。 (2)裝載存儲(chǔ)區(qū)：物理上是 CPU 模塊中的部分 RAM，加上內(nèi)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(chǔ)區(qū)：物理上占用 CPU 模塊中的部分 RAM，其存儲(chǔ)內(nèi)容是CPU 運(yùn)行時(shí)所執(zhí)行的用戶程序單元 (邏輯塊和數(shù)據(jù)塊 )的復(fù)制件。 CPU 程序所能訪問的存儲(chǔ)區(qū)為系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)的全部、工作存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)塊 DB、暫時(shí)局部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、外設(shè) I/O 存儲(chǔ)區(qū) (P)等 。 S7300 系列 PLC 模塊性能簡(jiǎn)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(chǎng)總線擴(kuò)展功能。 CPU以梯形圖 LAD、功能塊 FBD 或語(yǔ)句表 STL 進(jìn)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(guān)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(yùn)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(yùn)行。在此位置鑰匙不能拔出。 (2)RUN：運(yùn)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(chǔ)器中的程序。在此位置可以拔出鑰匙，以防止程序在正常運(yùn)行時(shí)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(chǔ)器 。 ： 數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)過程送來的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成 S7300內(nèi)部信號(hào)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號(hào)進(jìn)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(shí)，信號(hào)經(jīng)過背板總線進(jìn)入到輸入映像區(qū)。 ： S7300 的 CPU 用 16位的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示模擬量值。其中最高位為符號(hào)位 S， “0” 表示正值， “1” 表示負(fù)值，被測(cè)值的精度可以調(diào)整 ，取決于模擬量模塊的性能和它的設(shè)定參數(shù)，對(duì)于精度小于 15 位的模擬量值，低字節(jié)中冪項(xiàng)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(hào)，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