【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)量問題，而造成生產(chǎn)不正常，有的至今還閑置沒有投產(chǎn)，小方坯連鑄機普遍存在著拉速低，作業(yè)率、自動化控制程度低和鑄坯品種少,質(zhì)量差等問題。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,我國小方坯連鑄機除少數(shù)鑄機達到了高效鑄機水平之外，還有80%以上的小方坯鑄機作業(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(shù)要趕上國際水平還有一段相當大的差距【6】。 本文研究的內(nèi)容小方坯連鑄有送引錠、拉坯、拉尾坯三個工作流程，本次設(shè)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(guān)，第一個光電開關(guān)是引錠桿回收到位停引錠電機光電開關(guān)，第二個光電開關(guān)是引錠電機減速光電開關(guān)，第三個光電開關(guān)為送引錠狀態(tài)下停引錠桿電機光電開關(guān)。送引錠開始后，當引錠桿頭部出了第三個光電開關(guān)的位置時，第三個光電開關(guān)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(guān)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(guān)時，第三個光電開關(guān)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(zhuǎn)二壓操作。所以第三個光電開關(guān)也是脫引錠光電開關(guān)。當引錠桿回收引錠桿尾部到第二個光電開關(guān)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(guān)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(diào)整結(jié)晶器液面高度。本次設(shè)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(zhuǎn)以及速度的調(diào)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(shè)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(chǔ)上于1995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(jié)構(gòu)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(nèi)開辟了全新的應用領(lǐng)域。(2) 人機界面(HMI)。方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7300操作系統(tǒng)內(nèi)，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(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復制和修改。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，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。其系統(tǒng)構(gòu)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。PS307CPU模塊IM361SM321SM332...IM360FM351SM331SM332PGOP其他PLC圖2 圖名 超邊框S7300的擴展能力：S7300是模塊化的組合結(jié)構(gòu)，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(nèi)置的EEPROM或選用的可拆卸FEPROM卡，用于存放用戶程序。(3)工作存儲區(qū)：物理上占用CPU模塊中的部分RAM，其存儲內(nèi)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(shè)I/O存儲區(qū)(P)等。 S7300系列PLC模塊性能簡介：S7300有CPU312 IFM、CPU31CPU31CPU314 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(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。(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(zhuǎn)換成S7300內(nèi)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(guān)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(diào)整，取決于模擬量模塊的性能和它的設(shè)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，0～2