【文章內(nèi)容簡介】 動性能大為改進(jìn)，輥道齒輪的損壞大大減少，壽命得到提高。 (2)通過跟蹤系統(tǒng)控制閥門的開啟，可以進(jìn)行縱向溫度均勻性的控制和冷卻過程跟蹤控制，節(jié)約冷卻涌水。 (3)依據(jù)鋼板規(guī)格和終軋溫度，對冷卻水的開閉及流量進(jìn)行控制，可以進(jìn)行鋼種質(zhì)量的控制。 基本工作原理下表是冷卻控制強(qiáng)度表，表中最左列代表冷卻控制強(qiáng)度級別 110，它是單調(diào)遞增排列的，1 是最低的級別，依次等級加大，10 是最高的級別。在 PLC 控制系統(tǒng)中它可以定義成操作頁面上的 10 個手動控制按鈕，分別控制相應(yīng)水幕的電磁閥。表中的行對應(yīng)上下水幕的 ON/OFF 狀態(tài)， “1”表示開水幕， “0”表示為關(guān)水幕。表 冷卻強(qiáng)度表 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 4 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 5 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 6 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 7 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 8 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 9 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 手動控制模式時，首先根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行層流水幕冷卻級別的預(yù)置，當(dāng)然也可以按照熱平衡冷卻模型來進(jìn)行開環(huán)或前饋控制的預(yù)置。如果進(jìn)行了預(yù)置的話，這樣預(yù)置了的水幕 ON/OFF 的組數(shù)就被確定了。它就對應(yīng)了表 的某一行。當(dāng)實(shí)際冷卻過程發(fā)生時，如果某個控制閥被預(yù)置了的話，并且對應(yīng)的 HMD 動作了的話（表明熱金屬監(jiān)測器檢測到鋼板到達(dá)）這時水幕的開關(guān)量狀態(tài)處于 ON 的狀態(tài)，此時對鋼板進(jìn)行冷卻；電磁閥開啟，相應(yīng)的水幕打開,對鋼板進(jìn)行層流水冷冷卻。鋼板離開時由 HMD 同步將該組水幕關(guān)掉。這種控制模式是一種經(jīng)驗(yàn)先知的控制模式，它的控制效果不通過反饋來加以檢驗(yàn)和矯正。當(dāng)影響冷卻效果環(huán)境因素發(fā)生變化時，一定會影響到鋼板冷卻的質(zhì)量。因此閉環(huán)自動矯正的控制模式是必須的下圖 給出的是離散式自動模式閉環(huán)矯正框圖。 滑膜調(diào)節(jié)器 紅外測溫儀水幕 ON/OFF+ 圖 離散式自動模式閉環(huán)矯正框圖T3 SETT2 SETN T3 自動模式控制時，是根據(jù)中間溫度 T2 和終冷溫度 T3 來進(jìn)行矯正控制的。這里中間溫度 T2 只是一個中間溫度變量，我們使用它只是為了提高終冷溫度 T3 的靜動態(tài)相應(yīng)品質(zhì)，起到加快系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度的作用，而對 T2 的控制精度我們不予關(guān)注，這好比是串級系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)輸出，我們真正關(guān)心的是外環(huán)的輸出，即這里的終冷溫度T3。自動模式的工作原理也非常容易理解，如上圖的 所示：圖 自動模式工作圖 這里的 N 是離散滑膜器的輸出（N=1，2，310） ，它對應(yīng)表 1 的控制冷卻強(qiáng)度表的冷卻級別的 110。如果鋼板在 T2 處檢測的溫度中間溫度 T2 或者終冷溫度 T3高于設(shè)定的溫度 T2 SET 或 T3 SET 時，此時需要控制系統(tǒng)增加冷卻強(qiáng)度，因此離散滑膜調(diào)節(jié)器的輸出根據(jù)偏差極性在冷卻強(qiáng)度表向上滑動一步來加大冷卻量的值，即N=N+1。反之如果鋼板在 T2 處檢測的溫度中間溫度 T2 或者終冷溫度 T3 低于設(shè)定的溫度 T2 SET 或 T3 SET 時，此時需要控制系統(tǒng)減少冷卻強(qiáng)度，因此離散滑膜調(diào)節(jié)器的輸出根據(jù)偏差極性在冷卻強(qiáng)度表向下滑動一步來減少冷卻量的值，即 N=N1。由于冷卻強(qiáng)度表是單調(diào)遞增排列的，因此調(diào)節(jié)的正反作用完全是與 T2 或 T3 的偏差極性相對應(yīng)的。圖 也能夠好的說明這一過程，其中的 Qn，Qn1 ，Qn+1 分別對應(yīng)系統(tǒng)的原始工作點(diǎn)、增溫工作點(diǎn)、降溫工作點(diǎn)，系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時就根據(jù)這一條滑膜曲線進(jìn)行滑動，只是輸出值是非連續(xù)性的。 當(dāng)系統(tǒng)在兩種工作模式之間相互轉(zhuǎn)換時， 會自動地繼承上種工作模式的工作點(diǎn),在此工作點(diǎn)的基礎(chǔ)上按照本模式進(jìn)行工作，這就不會造成模式轉(zhuǎn)換時對冷卻過程的干擾。系統(tǒng)工作的最佳模式是先用手動模式予置一個大概的常用工作點(diǎn)，然后再置系統(tǒng)為自動模式，這時系統(tǒng)就會根據(jù) T2 或 T3 的偏差大小和極性在這個工作點(diǎn)上下攢動進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，由于常用工作點(diǎn)距穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)最近,因此動態(tài)響應(yīng)品質(zhì)是最好的。第 4 章　層流冷卻技術(shù)的 PLC 程序設(shè)計(jì) 層流冷卻控制系統(tǒng)的功能大體上分為手動，自動和手動自動相結(jié)合的工作方式。系統(tǒng)的手動方式和自動方式主要在操作臺上通過按鈕和開關(guān)來完成操作。所以我們用 S7300 的模塊化編成語言設(shè)計(jì)了這個層流冷卻的 PLC 來控制這個冷卻工藝的控制過程。 S7300 程序調(diào)試的畫面 進(jìn)入 S7300 的畫面下圖表示的是進(jìn)入 S7300 時的畫面，其中的 CPU Type 表示的是要選擇的 CPU型號，若選定 CPU315 就用鼠標(biāo)選擇 CPU315 那么下面的 CPU name 就選定了CPU315 然后再按下 NEXT 按鈕。 圖 進(jìn)入 S7300 時的畫面 進(jìn)入 S7300 畫面后選擇模塊的方式下圖表示的是選擇模塊的圖，在上圖選擇按下了 NEXT 按鈕后進(jìn)入此圖的畫面，其中圖中的 Blocks 表示的是組織塊，我選擇的是 OB1 用鼠標(biāo)在 OB1 前的方框內(nèi)點(diǎn)下出現(xiàn)對號標(biāo)志說明以選中了此塊，然后選擇編程語言，我選擇的是 LAD 梯形圖語言。然后用鼠標(biāo)在其前面的圓圈內(nèi)點(diǎn)上表示選擇完畢。最后點(diǎn)擊 NEXT 按鈕。圖 選擇功能組織塊和編程語言 進(jìn)入編程畫面(1)下圖中顯示的 OB1 就是我們要進(jìn)入編程組織塊，雙擊它就能進(jìn)入編程畫面 圖 進(jìn)入組織塊 OB1 的畫面(2)下圖 則顯示的是進(jìn)入 OB1 后的編程畫面圖中的 COMMENT 表示的是 OB1 這個組織塊的名稱，可以在其中輸入你想要給其起的名字。Title 為編程最基本的網(wǎng)絡(luò)可在這個網(wǎng)絡(luò)中編程。左側(cè)是需要的編程的基本語言元素可以點(diǎn)擊左側(cè)需要的模塊拖拽到右側(cè)的 Title1 中。若需要新的 Title可以點(diǎn)擊上面的 Insert 添加新的 Title。 　圖 PLC 的編程基本畫面 PLC 程序的調(diào)試及變量表調(diào)試 下圖 是 CPU 的運(yùn)行監(jiān)控畫面。當(dāng)程序運(yùn)行時，其中把 CPU 的選擇模式調(diào)到RUNP 模式，此時說明 CPU 處于可以運(yùn)行調(diào)試的狀態(tài)。這是再點(diǎn)擊位于圖形框上部的工具欄中的位選擇開關(guān)按鈕，點(diǎn)出來后就可以看到如下圖所示的 IB 選擇框。然后在其后面的地址位改變地址，改成相應(yīng)的地址 或者 ，然后在其后的各位給予一個脈沖，即給相應(yīng)的各位置“1” 。然后根據(jù)同樣的方法點(diǎn)擊 M 框然后再給相應(yīng)的各位也同樣置“1” 。然后在把視圖轉(zhuǎn)換到梯形圖的調(diào)試畫面就可以對梯形圖進(jìn)行監(jiān)控了。 　　 圖 CPU 的運(yùn)行監(jiān)控畫面(1)下面我們開始進(jìn)行 PLC 的運(yùn)行調(diào)試，其中先進(jìn)行變量表的調(diào)試。下表 是我們給出的 PLC 應(yīng)用在層流冷卻中的部分變量地址。表 所示程序部分開關(guān)量地址Symbol Address Data Type Initial Value手/自動按鈕 BOOL False冷卻強(qiáng)度 1 BOOL False冷卻強(qiáng)度 2 BOOL False冷卻強(qiáng)度 3 BOOL False冷卻強(qiáng)度 4 BOOL False冷卻強(qiáng)度 5 BOOL False冷卻強(qiáng)度 6 BOOL False冷卻強(qiáng)度 7 BOOL False冷卻強(qiáng)度 8 BOOL False冷卻強(qiáng)度 9 BOOL False冷卻強(qiáng)度 10 BOOL False金屬檢測器 HMD1 BOOL False金屬檢測器 HMD2 BOOL False金屬檢測器 HMD3 BOOL False金屬檢測器 HMD4 BOOL False金屬檢測器 HMD5 BOOL False金屬檢測器 HMD6 BOOL False金屬檢測器 HMD7 BOOL False金屬檢測器 HMD8 BOOL False金屬檢測器 HMD9 BOOL False金屬檢測器 HMD10 BOOL False金屬檢測器 HMD11 BOOL False金屬檢測器 HMD12 BOOL False金屬檢測器 HMD13 BOOL False(2)其次我先給出的是 PLC 層流冷卻的變量表在線調(diào)試時的狀態(tài)圖如下圖 所示：圖 變量表在線調(diào)試時的狀態(tài)圖 圖中 Address 為 I/O 變量，我們把程序中能用到的開關(guān)量地址輸入到 Address下的地址欄中，即上圖 所示的 或 等變量地址。而 Display format 則為變量的數(shù)據(jù)類型，Modify Value 為變量的賦值。因?yàn)槠渥兞康闹殿愋蜑?BOOL 型所以其類型只有兩種類型一個為“1”另一個為“0” 。所以給相應(yīng)的變量置 1 或 0。 手動控制模式 手動方式操作是根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)（水溫，輥速，鋼種規(guī)格和終軋溫度等因素）人為的來進(jìn)行水幕級別的預(yù)置，這樣預(yù)置后的對應(yīng)水幕的控制閥的 ON/OFF 組數(shù)就確定了，這時我們把水幕的冷卻強(qiáng)度人為的設(shè)定成 10 個等級，即等級 110。然后鋼板就按照預(yù)置的水幕進(jìn)行冷卻，鋼板就在輥道上運(yùn)行。當(dāng)鋼板運(yùn)行到此水幕，下面對應(yīng)的金屬檢測器的開關(guān)觸點(diǎn)閉和了對應(yīng)水幕打開開始噴淋冷卻。 自動控制模式 由于自動控制是人為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定的冷卻強(qiáng)度級別，但是由于很多不確定的人為因數(shù)，當(dāng)環(huán)境因素發(fā)生改變時冷卻效果必然發(fā)生改變因此自動控制是比不可少的下面我介紹的就是自動控制模式。自動控制模式的操作是鋼板首先按照手動預(yù)置的模式下進(jìn)行，當(dāng)鋼板來到中間溫度 T2 下的金屬檢測器 HMD7 時進(jìn)行溫度測量，如果中間溫度 T2 與 T2 設(shè)定值相比較，若 T2 與 T2 設(shè)定值的溫度差值在范圍內(nèi)，則還是按照手動預(yù)置的模式進(jìn)行，如果不是則按照自動校正的模式進(jìn)行。若當(dāng)中間溫度 T2 與 T2 設(shè)定值相比較若兩個溫度的差值不在允許的范圍則要進(jìn)行自動的調(diào)節(jié)，根據(jù)離散化的滑膜曲線進(jìn)行移位操作選擇新的冷卻強(qiáng)度在進(jìn)行新的冷卻，最后可以通過 T3 溫度的檢測看是否達(dá)到規(guī)定的溫度要求。 操作模式流程圖見下圖 操作模式流程圖手動HMD1 檢測 T1 測溫手動預(yù)置預(yù)置的 HMD是否動作噴水T2 溫度檢測YNT2 與 T2 設(shè)定比較數(shù)目+1 數(shù)目—1T2T2 設(shè)定 T2T2 設(shè)定T3 測溫 圖 操作模式流程圖 部分 PLC 程序的介紹 層流水幕預(yù)置的 PLC 程序?qū)恿魉坏念A(yù)置是根據(jù)工藝生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)先把水幕的強(qiáng)度劃分為 10 個等級，既設(shè)定為 10 個手動按鈕既上述的 C1 C2—C10 10 個開關(guān)量，然后根據(jù)鋼板出精軋機(jī)時的溫度，人為的選定一個等級，并按下那個設(shè)定等級的手動按鈕，那么這個等級水幕的 ON/OFF 的組數(shù)就被確定了。它的程序運(yùn)行的方式是當(dāng)手/自動開關(guān)量的開節(jié)點(diǎn)閉合時，然后選定某一個組別并且使其節(jié)點(diǎn)閉合，那么就把這個等級的內(nèi)容（比如數(shù)字 2 或數(shù)字 8）等送到 MW12 通道中去，這時 MW12 通道中的內(nèi)容就是送進(jìn)去的內(nèi)容。A I = L A L A I JNB _002 L 1 T MW 12_002: NOP 0 A L A I JNB _003 L 2 T MW 12_003: NOP 0 A L A I JNB _004 L 4 T MW 12_004: NOP 0 A L A I JNB _005 L 8 T MW 12_005: NOP 0 A L A I JNB _006 L 16 T MW 12_006: NOP 0 A L A I JNB _007 L 32 T MW 12_007: NOP 0 A L A I JNB _008 L 64 T MW 12_008: NOP 0 A L A I JNB _009 L 128 T MW 12_009: NOP 0 A