原创 攀钢热轧板厂精整线上料装置及纵切机组技术改造

攀钢热轧板厂精整线上料装置及纵切机组技术改造
——GE Fanuc 9070 PLC在精整线上的应用
概述
攀钢三期改造项目，热轧板厂1450精整上料装置及纵切机组技术改造是三条线同时改造。具体包含：纵切机组全线机械、液压、电气及自动化设备改造，1#、２#横切机组上料装置机械、液压、电气及部分自动化设备改造。
工艺流程
1#横切机组、2#横切机组工艺流程相同，并且从上料步进梁开始，到开卷机结束，与纵切机组从上料步进梁到开卷机的功能描述是一样的；控制过程基本相同。纵切机组改造后，除实现纵切和重卷功能外，还将完成分卷作业功能。工艺流程参见附图：
系统结构
?? 1#横切机组、2#横切机组
1#、2#横切上料装置，从上料步进梁、上料小车到开卷机，其控制系统采用GE90-70PLC,控制机械、液压、传动系统。
基础自动化系统主体依旧，在原有GE
Fanuc 9070 PLC系统中分别各新增2个远程I/O站和西门子直流传动控制站，采用PROFIBUS-DP总线方式与上位机通讯；将与上料装置系统有关的开关量信号和模拟量信号接入原有的GE Fanuc 9070 PLC，上料装置相关设备的控制和控制功能的实现在原有GE Fanuc 9070 PLC中完成。
?? 纵切机组
纵切机组自动化系统由PLC控制系统、HMI系统、工程师站、一体化操作终端、称重系统、通讯网络以及网络打印机等外设组成。
1． PLC控制系统
纵切机组PLC系统硬件采用GE Fanuc 9070 PLC和Field Control组成分布式I/O控制系统。
2． HMI系统
HMI系统采用服务器-客户机结构形式。系统由一台服务器和两台HMI客户机终端组成。服务器和客户机连接到3COM，通过Ethernet网与PLC进行数据交换。
3． 工程师站
PLC工程师站硬件采用一台便携式计算机，通过Ethernet以太网实现对PLC的编程、调试、监控和故障查找。
传动工程师站硬件采用一台工控计算机，实现对传动系统的编程、调试、监控和故障查找。
4． 一体化操作终端
本系统在原料入口和成品出口处各安装一台一体化操作显示单元QUICKPANEL，用于原料确认、生产计划显示（入口）和成品参数确认（出口）。
5． 称重和打印系统
在纵切机组主操作室和出口端各配置一台网络打印机，用于生产报表和产品标签打印；配置一台托利多称重装置，用于成品称重，称重装置通过转换器连接到PROFIBUS-DP总线上，实现与服务器及打印机通讯。
6． 通讯网络
Ethernet以太网：通过3COM将各通讯设备相连，用于PLC、HMI、网络打印机及PLC工程师站间的通讯。（预留与工厂管理级计算机的通讯的接口）
PROFIBUS-DP网：用于PLC控制系统与电气传动控制系统间的通讯。用于PLC主站与Field Ｃontrol分布式I/O站、称重系统、一体化终端间的通讯。
系统功能
?? 1#、２#横切机组基础自动化的主要控制功能包括：
?? 上料步进梁的动作及逻辑联锁控制
?? 上料钢卷宽度对中控制
?? 开卷机上卷小车的定位控制
?? 上卷小车钢卷高度对中控制
?? 卷径测量计算
?? 纵切机组基础自动化的主要控制功能?? 上料
包括：
步进梁原料确认
逻辑联
?? 梁宽度对中控制
功
??
?? 准备站的控制
起、落
移
制
及逻辑联锁控制
方式选择控制等
计算，包括初始卷径自动检测
种方式
辑或速度控制
?? EPC 全
）
??
?? 上料步进梁的动作及
锁控制 上料步进
?? 上卷小车高度对中控制；该
能设置手动及自动两种方式 卷径测量及计算，甩尾控制 钢卷
?? 开卷机点动
?? 卷筒涨缩，活动支撑
?? 开卷机整体平
?? 开卷机压辊，深压辊，深压小
车的动作及逻辑控
?? 反弯辊及夹送辊压下，抬升控制
?? 开头机铲头的上、下、前、后摆动
?? 液压站，稀油站系统控制
?? 开卷区设备传动的自动/手动
?? 全线速度设定、匹配协调控制
?? 张力设定
?? 卷径检测及
?? 侧导板开口度控制；该功能设手动及自动两
?? 矫直机的辊缝定位控制
?? 各设备的手动或点动的逻
?? 带钢甩尾控制 EPC投入与切除（
部引进德国设备
?? 钢卷跟踪和带材跟踪 自动切分控制
?? 活套自动套量调节控制
?? 钢卷称重控制
?? 全线的工艺过程和报警
控制
?? 全线设备的逻辑联锁控
制
?? 与传动系统的通讯
?? 与工厂管理级计算机的通讯（预留接口）；
切 ，实现全线的自动化控
制。
?? 系统软件
Machine Edition 完成的功能主要包括：
进行操作，图
?? 由选择信息分类、
?? ：接收、记录和压缩测量值：曲线和图表显示及进一步的编
?? 用户自由选择一定的报表格式，按时间顺序或者事件触发
?? ，该编辑通过系
2． CIMPLICITY 系统的主要功能
的参数进行画面监控及生产数据的设定，画
面均为中文。包括：
流程显
?? 度的设定与
?? 取张力的
?? 备 的 速
?? 传动系统的状
?? 输入，包括来料的卷重、宽度、材质、板厚等
示
纵机组基础自动化系统通过完成上述主要功能
1. GE9070 编程软件
?? 图形系统：用于自由地组态画面，并完全通过图形对象
形对象具有动态属性并可对属性进行在线组态。 报警信息系统：记录和存贮事件并予以显示；可自
报表。 变量存档
辑功能。 报表系统：
来操作和处理文档当前数据，进行用户报表输出。 处理功能：用ANSI—C语言编辑组态图形对象的动作
统内部的C编译器执行。
操作室内的HMI主要对整个机组
?? 纵切线生产
示 机组速
显示 开卷、卷
设定显示 各单机设
度、电压、电流显示 电气
态显示（启动、停止、正转、反转、故障等） 来料规格的
?? 成品规格的输入，包括卷重、宽度、板厚等
?? 部分功能的投入/切除管理
?? 部分设备的测试和操作
?? 机组报警信号显示
?? 开卷、卷取直径显示
?? 各开口度、重合度的显
?? 生产报表的打印
?? 活套状态显示
?? 液压系统的状态显示
/分闸操作控制
结束语
精整线改造项目所涵盖的知识面和技术含量是非常宽而深，既有机械、液压
方面
?? 历史数据的记录
?? 传动系统的电源合
?? 液压、润滑站的远程操作控制
的知识；又有PLC编程，人机界面，数据库管理，网络通讯；还有交直流全数字控制系统；而且是多方产品的综合组态、通讯，技术难度大。总计投资有800万元人民币，但其社会效益和经济效益却达3000万元人民币以上。