鞍钢数控横剪生产线的设计.pdf

《冶金 自动化》2004年增刊 鞍钢数控横剪生产线的设计 段京东，曾 毅 (山东大学 控制科学与工程学院，山东 济南 250062) 摘〔 要〕文章介绍了基于PROFIBUS-DP的鞍钢数控横剪生产线控制系统的设计思想，分析了控制系统的结构及硬件 组成，并对本系统设计的两个技术难点同步控制及定长剪切做了重点阐述。 关〔键词〕横剪生产线;同步控制;定长剪切 近年来，随着市场竞争的日趋激烈及工业技术的不断发展，如何提高钢板剪切生产线的精度及效率 被许多企业提上了日程。鞍山钢铁集团T44-4.0^14.0X1650(T44是行业产品分类代号;4.0表示剪 切钢板的最小厚度为4.0mm;14.0表示剪切钢板的最大厚度为14.0mm;1650表示钢板的最大宽度为 1650mm)数控横剪生产线就是在这种形式下出现的，它使用基于PROFIBUS-DP的现场总线控制系 统，在保证精度及效率的基础上，大大提高了整套系统的自动化程度。 1工艺流程及性能指标 1.1工艺流程 如图1所示，钢卷由上料小车运送到开卷机，开卷后由夹送辊送人粗矫机，再根据客户所需钢板宽度 由圆盘剪去掉钢板的两个废边，然后经中间桥送到精矫机，矫平后由测量辊测量钢板长度，由剪板机按定 长来剪板，剪切后的钢板由输送辊送往落料台，然后即可打包、吊送。在薄板模式下，中间桥下落，起到一 个缓冲作用，钢板下落的位置由活套坑的3个光电开关检测，使之既不拉板也不堆料，这时只需要粗矫机 和圆盘剪保持同步，而在厚板模式下，中间桥不能下落，否则会折损钢板，这时就需要粗矫机、圆盘剪及精 矫机保持同步。 粗矫机 圆盘剪 精矫机 剪板机 图1 工艺流程图 1.2 性能指标 剪切精度:当生产钢板长度为2-8m时，要求长度误差为士2mm，对角线误差为士2mm;当生产钢 板长度为8^-10m时，要求长度误差为士4mm，对角线误差为士8mm, 生产线线速度要求:当4mm镇钢板厚度8mm时，线速度成45m/min;当8mm蕊钢板厚度成14 mm时，线速度镇25m/min. 2 控制系统的结构 由于该生产线长达87m，而且要求同步控制、实时控制，为此，电气自动控制系统采用由PROFIBUS -DP构成的主从式结构，由于其通信速率可达12Mb/s，大大提高了系统的实时性，可完全达到系统精 度要求。系统结构如图2所示。 PLC作为系统的主站之一，处于核心控制地位，肩负着大量数据通信、数据处理以及工艺动作流程控 制的任务，如通过网络将控制命令和速度给定值传给各调速器，将各调速器的启停状态、运行速度、电压、 [收稿日期]2003-11-24;[修改稿收到日期]2004-01-14 [作者简介〕段京东(1980-)，男，山东滨州人，硕士研究生，主要从事现代运动控制的研究工作。 156 《冶金 自动化》2004年增刊 主站 1 主站a 从站7 从站 s 从站9 从站 to 图2 总线结构图 电流、报警信息等采集回来进行处理。我们选用西门子S7-300CPU315-2DP作为PROFIBUS-DP 网络的主站，该PLC具有强大的运算能力，且内置MPI和DP通信口，我们通过其DP接口构成了PRO- FIBUS-DP网络。 系统的另一个主站采用的是SIEMENS触摸屏TP270-10，用它来实现工艺参数设定、实时监控、历 史曲线、数据统计和报表打印功能。由于触摸屏具有方便直观，抗干扰能力强等优点，大大提高了系统的 工作效率。触摸屏的组态软件使用的是ProToolV6.0，其完整的图形用户界面允许用户用鼠标点击创建 面向对象的、基于符号的项目，不需要特殊的编程知识，使用非常方便。 本条生产线的控制操作系统分布在4个操作台上，即:开卷操作台、圆盘剪操作台、主操作台、落料操 作台。其中作为主站的PLC置于主操作台中，其余操作台均作为从站。由于操作台之间