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　　摘  要:介紹了GE 9070 PLC 在梅山熱軋廠2 號加熱爐中對加熱爐本體和加熱爐爐前、爐后輥道進(jìn)行控制,主要從硬件配置以及通信協(xié)議等方面并簡單列舉實例對系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。

　　關(guān)鍵詞: GE 9070PLC ;以太網(wǎng); EGD ;PROFIBUS ;CON TROL

　　梅山熱軋廠2 號加熱爐是2002 年5 月熱軋技改新上項目,采用了當(dāng)時國內(nèi)較為先進(jìn)的技術(shù)。三電系統(tǒng)采用兩級控制,即基礎(chǔ)自動化級（L1 級）和過程自動化級（L2 級） 。過程自動化級為HP公司的AL PHA 機(jī), 儀表為HONEYWELL 的DCS500 ,基礎(chǔ)自動化級分為電氣PLC 和儀表DCS 相對獨立的兩部分,電氣PLC 采用美國GE公司的9070 PLC , 加熱爐PLC 與粗軋PLC 之間經(jīng)以太網(wǎng)以UDP/ IP （ EGD） 通訊協(xié)議通訊, DCS與PLC 及過程控制級之間經(jīng)以太網(wǎng)以TCP/ IP通訊協(xié)議通訊。梅山熱軋廠加熱爐PLC 系統(tǒng)主要為加熱爐實現(xiàn)自動化控制及管理,具有數(shù)據(jù)采集處理、調(diào)節(jié)與控制等基本功能的計算機(jī)自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

　　1 　系統(tǒng)硬件配置

　　在硬件配置過程中需注意的是PROFIBUS 網(wǎng)卡的配置,梅山熱軋廠加熱爐PLC 中選配的是SST 5136 VME 卡。作為主站,將各從站（各傳動裝置） 通過PROFIBUS 連結(jié)起來,以實現(xiàn)PLC 同傳動裝置的通信。SST 5136 VME 卡運行前需將配置文件由編程器通過配置口下載至卡內(nèi)FLASHROM 中。卡的配置文件可由SIEMENS 公司的COMPROFIBUS 組態(tài)軟件根據(jù)現(xiàn)場實際所帶的從站個數(shù)經(jīng)配置生成。EGD 參數(shù)配置見圖1。

　　2 　軟件框架（見圖2）

　　由于系統(tǒng)采用了EGD 通信協(xié)議,將開發(fā)人員從以往的涉及通信所需的底層繁瑣的編程任務(wù)中解脫出來,開發(fā)人員只需將需交換的信號定義好即可,其余由系統(tǒng)自動保證完成數(shù)據(jù)交換、通信,編程軟件采用GE 公司的cont rol v2. 4 版。Cont rol 編程軟件是在windows 操作平臺上運行的,具有操作方便、直觀,界面友好等優(yōu)點,可以使開發(fā)人員將精力集中在應(yīng)用程序的開發(fā)上,從而縮短程序開發(fā)周期。

　　3 　通信系統(tǒng)

　　系統(tǒng)采用模塊化的具有多種通訊接口模式的可編程控制器（PLC） ,通過模擬量模塊、數(shù)字量模塊和數(shù)據(jù)接口模塊連接各種設(shè)備。通過通訊模塊和過程計算機(jī)控制系統(tǒng)連接,一級機(jī)采用兩套GE 9070 PLC 分別對加熱爐本體和加熱爐爐前、爐后輥道進(jìn)行控制。其中本體PLC 包括加熱爐進(jìn)爐側(cè)和出爐側(cè)爐門的控制,步進(jìn)梁液壓站的控制以及推鋼機(jī)和抽鋼機(jī)液壓站的控制。PLC 和遠(yuǎn)程I/ O 站之間采用Genius 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,另通過第三方VME 卡件實現(xiàn)Profibus 總線和傳動系統(tǒng)的連接。從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的集中監(jiān)測和自動化運行控制。

　　L1 與L2 之間通過以太網(wǎng)連接,用GE 公司開發(fā)的PLC 進(jìn)行通訊,兩套9070 PLC 之間也通過以太網(wǎng)連接采用EGD 通信。該方式允許一臺設(shè)備作為“產(chǎn)出方（ PRODUCER） ”通過“交換（ EXCHAN GE） ”共享其部分內(nèi)存給一個或多個“需求方（CONSUMER） ”。系統(tǒng)通過配置“產(chǎn)出方號（ PRODUCER ID）”“, 交換號（ EXCHAN GEID）”“, 需求方號（CONSUMER ID）”和執(zhí)行周期來實現(xiàn)兩臺設(shè)備間的通訊。如需實現(xiàn)和原有設(shè)備的數(shù)據(jù)共享,需再配置“組號（ GROUP ID） ”來完成。該方式中“產(chǎn)出方（ PRODUCER） ”發(fā)送數(shù)據(jù)和“需求方（ CONSUMER） ”接受數(shù)據(jù)是不同步的。故該方式適用于有規(guī)律的周期性的數(shù)據(jù)傳送。系統(tǒng)支持最多255 個“ 交換（ EX2CHAN GE） ”,每個“交換（ EXCHAN GE） ”最長1 400個字節(jié)。采用該方式在負(fù)荷不大的情況下通信效率要高于基于TCP/ IP 連接的COM2MREQ 指令方式。兩套9070 PLC 與操作臺上用于操作畫面顯示的工控機(jī)之間通過以太網(wǎng)連接采用TCP/ IP 協(xié)議進(jìn)行通訊。

　　4 　工藝流程

　　2 號加熱爐上料輥道共分8 段,編號為Z1～Z8 。其中Z2 輥道完成板坯的測長及稱重,Z4 、Z5為2 號加熱爐的推鋼定位輥道,Z7 、Z8 為1 號加熱爐的推鋼定位輥道,當(dāng)板坯被吊到Z1 輥道上,冷金屬檢測器檢測到有鋼,即啟動Z1 輥道,板坯被送至Z2 輥道上定位,在此過程中完成板坯的長度測量,當(dāng)板坯在Z2 輥道上定位完畢,將進(jìn)行板坯的稱重,同時將板坯流水號發(fā)送至L2 ,L2 收到信號后將對加熱爐進(jìn)行設(shè)定,將設(shè)定數(shù)據(jù)下放,操作工將實測數(shù)據(jù)同L2 設(shè)定值進(jìn)行比較,若在允許誤差范圍內(nèi),則手動確認(rèn),使板坯合法化,同時生成跟蹤信號。在自動方式下,根據(jù)板坯的入爐號,調(diào)用相應(yīng)的子程序,將板坯輸送至相應(yīng)的加熱爐前進(jìn)行定位,定位完畢,L1 將信號發(fā)送至L2 ,L2 下發(fā)推鋼設(shè)定,L1 根據(jù)推鋼設(shè)定將板坯推送到加熱爐內(nèi)加熱,裝料結(jié)束。步進(jìn)式加熱爐當(dāng)板坯向前移動時,半周期停在固定梁上,半周期停在步進(jìn)梁上。板坯不向前運動時,步進(jìn)機(jī)構(gòu)在垂直方向做踏步動作,使板坯不斷地交替接觸位置,當(dāng)板坯由步進(jìn)梁運送至出料端,出料端的激光檢測器檢測到板坯時,步進(jìn)梁停止動作,L1 將激光檢測器及步進(jìn)梁動作停止信號發(fā)送給L2 ,同時計算板坯移出量,L2 下發(fā)抽鋼設(shè)定,L1 根據(jù)抽鋼設(shè)定,完成自動抽鋼過程,將板坯抽出放爐前輥道上,由爐前輥道把板坯送往軋線進(jìn)行軋制。

　　5 　應(yīng)用實例

　　板坯在2 號爐爐前輥道Z4 、Z5 上自動定位過程,輥道示意見圖3 。

　　以短坯定位在Z5 上為例,板坯從Z1 上被運送到Z2 上,經(jīng)過測長、稱重,由操作工手動確認(rèn)后,如果Z3 、Z4 、Z5 上沒有其他板坯, Z3 、Z4 、Z5將以50 %的給定速度運轉(zhuǎn),把板坯往Z4 、Z5 上送。當(dāng)板坯頭部經(jīng)過CMD12 時,PG清零同時開始計數(shù)。

　　當(dāng)板坯根據(jù)定位速度曲線圖（見圖4） 到達(dá)B點時,輥道按既定的斜坡降速至12 %的給定速度,并保持此速度。當(dāng)板坯行至C 點時,輥道速度按既定的斜坡降至5 %的給定速度,并根據(jù)計算好的期望停車距離將速度降為0 ,停車,發(fā)封鎖命令,同時將抱閘抱住,從而完成板坯的自動定位控制。程序中梯形圖見圖5。

　　6 　結(jié)語

　　通過生產(chǎn)檢驗,兩年多來,梅山熱軋板廠2 號加熱爐PLC 運行穩(wěn)定性好,可靠性高,使用方便、靈活,故障率低,在以后的設(shè)備改造中,將依照2號爐的模式,陸續(xù)改造和新建1 號爐和3 號爐。