一、引言濟鋼中板廠精整北線于2006年建成投產(chǎn)，設計過程中考慮場地布局等因素，采用噴號機橫跨輥道，標識在鋼板靜止時噴號機的移動對鋼板進行標識，并且考慮生產(chǎn)節(jié)奏等因素，鋼板標識過程必須簡單快速，因此對鋼板自動標識系統(tǒng)的要求較高。二、系統(tǒng)組成自動噴號機系統(tǒng)基礎自動化級包括一個S7-300PLC主控制系統(tǒng)、一臺觸摸屏監(jiān)控站、一臺上位機、3個ET200站和1臺變頻器等。出于可靠性的考慮，將控制系統(tǒng)的功能分離，即：下位機執(zhí)行保
一、引言
濟鋼中板廠精整北線于2006 年建成投產(chǎn)，設計過程中考慮場地布局等因素，采用噴號機橫跨輥道，標識在鋼板靜止時噴號機的移動對鋼板進行標識，并且考慮生產(chǎn)節(jié)奏等因素，鋼板標識過程必須簡單快速，因此對鋼板自動標識系統(tǒng)的要求較高。
二、系統(tǒng)組成
自動噴號機系統(tǒng)基礎自動化級包括一個S7-
300PLC主控制系統(tǒng)、一臺
觸摸屏監(jiān)控站、一臺上位機、3個ET200站和1臺
變頻器等。出于可靠性的考慮，將控制系統(tǒng)的功能分離，即：下位機執(zhí)行保護、控制和數(shù)據(jù)的采集，脫離上位機也能獨立與系統(tǒng)進行控制，上位機執(zhí)行顯示、操作、報警、存儲等。系統(tǒng)示意圖如下：
2.1 S7-300PLC主控制系統(tǒng)
PLC系統(tǒng)主要進行邏輯控制、數(shù)據(jù)采集、控制各執(zhí)行機構(gòu)等，負責整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)交換與共享，將采集的
開關(guān)量和模擬量信號進行邏輯控制和控制連鎖以及用于顯示和報警等。
2.2監(jiān)控站
TP270是一個集成的人機界面系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它包括圖形設計器、報警記錄、標記記錄、報告設計器、全局腳本、控制中心、用戶管理等功能。用于實時監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，顯示主要運行參數(shù)，并提供系統(tǒng)報警和故障顯示。
2.3 ET200站
ET200是高密度配置的
模塊化I/O站，保護等級為IP20。主要用于S7-300可編程控制器的信號，功能和通訊模塊擴展。系統(tǒng)中共使用了3個ET200M分站，完成整個系統(tǒng)的數(shù)字量數(shù)據(jù)采集、模擬量數(shù)據(jù)采集、控制信號采集、電磁閥等執(zhí)行系統(tǒng)運行狀態(tài)顯示。
2.4 檢測系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)
控制系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)
編碼器、
溫度傳感器、液位傳感器、控制限位等。控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)是分布在現(xiàn)場的各種電磁閥、懸臂電機等。通過控制各電磁閥的得電失電狀態(tài)控制噴號機機械機構(gòu)的運行，噴頭的噴漆狀態(tài)，打字頭的工作狀態(tài)等。
2.5上位機系統(tǒng)和噴漆、打字控制器
上位機系統(tǒng)主要完成噴漆打字選擇和噴漆打字的標識內(nèi)容等，噴漆和打字控制器主要完成將上位機輸入的噴漆和打字內(nèi)容轉(zhuǎn)化為控制電機和電磁閥得失電的信號，從而完成鋼板標識。
三、系統(tǒng)應用
3.1系統(tǒng)硬件構(gòu)成
噴號機控制系統(tǒng)采用西門子STEP7編程軟件進行系統(tǒng)硬件組態(tài)和程序編制。硬件主站為CPU317-2DP，系統(tǒng)網(wǎng)絡硬件組態(tài)如下：
以CPU317-2DP為主站，包含上位機，TP270觸摸屏以及MAGNEMAG I/O控制模塊等。主站網(wǎng)絡構(gòu)成為：
硬件說明：
UR主站及30#和
40#分站分布在主控制室，主要完成所有的控制邏輯及與上位機，TP270的通訊處理，與兩臺PC-
104計算機的數(shù)據(jù)交換等。
60#分站為現(xiàn)場的檢修操作箱，主要完成現(xiàn)場所有信號的采集及控制現(xiàn)場所有電磁閥的執(zhí)行機構(gòu)。
80#分站為懸臂電機控制變頻器，主要通過控制電機完成噴漆頭和打字頭的移動和準確定位，從而完成鋼板的標識。
3.2系統(tǒng)軟件編程
3.2.1
通過STEP7軟件組態(tài)硬件后，根據(jù)系統(tǒng)工藝要求將程序分為各個功能塊，各個功能塊通過內(nèi)部的程序設計完成各自功能，各個獨立功能系統(tǒng)組合從而完成整個噴號機系統(tǒng)的工作。
3.2.2標識打字內(nèi)容編輯軟件
標識內(nèi)容編輯軟件主要是通過改變噴號機的PC-104計算機的執(zhí)行文件，從而改變標識內(nèi)容，達到設計要求，并且可以根據(jù)生產(chǎn)工藝要求隨意改變噴漆及打字內(nèi)容。
3.3系統(tǒng)運行說明
3.3.1系統(tǒng)監(jiān)控
系統(tǒng)中監(jiān)控站開發(fā)的人機界面HMI顯示的內(nèi)容有圖形、數(shù)據(jù)等，還有軟開關(guān)供操作工操作，并將設備按照處理工藝的功能步驟分在多張畫面內(nèi)，分為系統(tǒng)總圖、標識數(shù)據(jù)、系統(tǒng)設定、狀態(tài)顯示、報警顯示圖等。監(jiān)控站接收PLC的實時數(shù)據(jù)，還用于顯示相應的運行過程數(shù)據(jù)及工作狀態(tài)，供操作工監(jiān)控。特別是對各個系統(tǒng)的連鎖設置了全面報警值，將各種機構(gòu)動作、報警信息在報警記錄中顯示出來，出現(xiàn)報警的時候在報警欄顯示報警記錄，并通過畫面顏色閃爍提示操作者有故障發(fā)生，對各種數(shù)據(jù)進行處理形成各種報表，并存儲歷史數(shù)據(jù)。
在投用后根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，不斷完善系統(tǒng)的顯示，特別是在設置了報警信息的提示系統(tǒng)，當系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作時，相應提示故障內(nèi)容及可能造成故障的原因，極大地方便了操作人員的操作，根據(jù)報警提示盡快地解決問題，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定順利進行。
3.3.2 PLC系統(tǒng)
PLC和ET200站是系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，在系統(tǒng)中共有3個分站和懸臂電機驅(qū)動變頻器，主要是將ET200站安裝在距離中心控制室較遠而控制點又比較集中的控制現(xiàn)場，利用西門子的Profibus-DP通訊協(xié)議形成遠程I/O。各ET200及PLC之間只通過一根DP網(wǎng)線連接，這樣既可以保證各I/O及模擬量信號準確采集，又節(jié)省大量控制電纜和信號電纜，并且西門子DP網(wǎng)絡抗干擾能力強，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行�，F(xiàn)場ET200負責采集就近I/O及模擬量信號，而且完成系統(tǒng)的就地控制和狀態(tài)顯示，對噴號機操作也實現(xiàn)兩地控制（現(xiàn)場控制和操作臺控制）。通過ET200應用真正實現(xiàn)了噴號機控制系統(tǒng)的遠程通訊，從而達到檢測元件、執(zhí)行元件分散但是控制統(tǒng)一的目的。系統(tǒng)投用后，在技術(shù)人員解決了系統(tǒng)不穩(wěn)定運行的一系列原因及設備隱患后，通過對噴頭和打字頭的系統(tǒng)改進和維護，以及懸臂電機編碼器和噴頭噴漆編碼器的運行環(huán)境的改善，解決了長期困擾的噴漆不全和字符扭曲現(xiàn)象。特別是通過設定的兩個
光電檢測開關(guān)，用于控制噴號機下面的輥道，使鋼板準確停于指定位置，并實現(xiàn)了與噴號機的系統(tǒng)連鎖，在噴號機工作過程中輥道禁止運行，噴號機工作完成后系統(tǒng)自動解除鎖定， 通過一系列的系統(tǒng)改造，使鋼板的標識整潔，美觀。并且保證了設備長期穩(wěn)定運行。
3.3.3 檢測系統(tǒng)及執(zhí)行機構(gòu)
自動噴號機系統(tǒng)主要是通過分布于現(xiàn)場的各種限位開關(guān)，接近開關(guān)，編碼器，流量控制器，溫度控制器等一系列的檢測元件采集各種數(shù)據(jù)進入相應得ET200分站。通過各種采集信號的控制相應得噴漆頭的上下移動，左右移動；打字的上下移動，打字頭冷卻空氣的調(diào)節(jié)；噴頭和打字頭的電磁閥的
ON和OFF；油漆及稀料的控制等。
噴號機系統(tǒng)的主要執(zhí)行機構(gòu)為懸臂電機和各種電磁閥，懸臂電機主要完成對標識系統(tǒng)的移動以及噴漆，打字和清洗位置的準確定位等。
電磁閥主要完成對壓縮空氣的控制，油漆和稀料的混合控制，以及冷卻空氣的控制等。
3.3.4 系統(tǒng)功能設計
上位機操作如下：
噴號機標識系統(tǒng)主要通過操作人員將需要標識內(nèi)容輸入上位機系統(tǒng)，然后按下啟動按鈕噴號機開始工作，噴號機首先由起始位置移動到打字位置，打字結(jié)束后移動到噴漆位置，噴漆結(jié)束后移動到工作結(jié)束位置，最后回到初始位置，噴頭清洗，一個工作周期結(jié)束�？紤]到生產(chǎn)節(jié)奏要求系統(tǒng)設計時可以在上位機修改工作部驟：在生產(chǎn)較快時可以選擇自動運行，這時噴號機工作結(jié)束后停留在工作結(jié)束位置，噴頭清洗，然后進行下一次的標識工作，這樣一次標識過程節(jié)省兩次噴頭由初始位置移動到工作結(jié)束位置的時間;在工藝要求下只進行噴漆時，噴號機直接移動到噴漆位置進行鋼板標識。
四、結(jié)束語
濟鋼中板廠精整北線控制系統(tǒng)自投用以來，運行非�？煽�，沒有出現(xiàn)過大的系統(tǒng)故障，各種檢測信號準確，上位機實時反映系統(tǒng)的運行情況，各種連鎖信號靈敏，并且具有操作靈活、容易維護、穩(wěn)定性好等特點。
