連鑄機已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金行業(yè)，剪機是連鑄機上的關(guān)鍵設(shè)備，它是把連續(xù)澆注的鋼坯剪成定尺。目前，連鑄機的剪切設(shè)備有擺式飛剪、液壓剪和火焰切 割裝置3類，它們的控制手段基本相同，傳統(tǒng)的控制方式是采用繼電器控制，其控制設(shè)備復(fù)雜，使用時故障率高，維護(hù)工作量大。本文以液壓剪機為例設(shè)計了基于S7-400PLC控制系統(tǒng)，并能實現(xiàn)S7-400PLC與上位機的通信。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由手動剪切控制、自動剪切控制、信號顯示和電源等部分組成。當(dāng)連鑄機各設(shè)備工作都正常時，剪機工作在自動狀態(tài);若連鑄機其它設(shè)備出現(xiàn)故障或剪機卡剪時，剪機切換到手動狀態(tài)。如圖1所示。
圖1 液壓剪切控制系統(tǒng)
2.2 系統(tǒng)的工作原理
根據(jù)剪機剪切鋼坯的工藝要求，剪機有手動和自動2種工作狀態(tài)，通過SA104轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn);電源正常時才能剪切，通過QC1實現(xiàn)控制。剪機的輸入和輸出控制信號如附表所示。用PLC控制的原理圖如圖2所示。
圖2 PLC控制的原理圖
(1)自動剪切
連鑄系統(tǒng)正常工作，將SA104打到自動狀態(tài);鋼坯到達(dá)定尺位置，由行程開關(guān)KV1發(fā)出自動剪切信號，并使液壓氣缸夾緊，實現(xiàn)自動剪切。
(2) 手動剪切
當(dāng)剪機自動剪切出現(xiàn)故障時，按下SB1停止鋼坯剪切，將SA104切換到手動狀態(tài)，此時由PLC輸出信號接通預(yù)熱閥、氧氣和乙炔電磁閥線圈，進(jìn)行手動切割。
(3) 輸出控制回路
剪機在兩種工作狀態(tài)時，其輸出控制為:手動時打開預(yù)熱閥、氧氣和乙炔電磁閥，使電磁閥線圈得電。自動剪切時控制氣缸電磁閥線圈和夾緊氣缸電磁閥線圈。輸出控制回路如圖3所示。
圖3 輸出控制回路
(4) 信號指示回路
在手動剪切時要能顯示預(yù)熱閥開/閉狀態(tài)和手動切割狀態(tài)，要有故障指示信號;在自動剪切時要能顯示氣缸的位置情況。由PLC產(chǎn)生輸出顯示信號。
(5) 電源設(shè)計
PLC主機、信號指示和輸出電磁閥線圈均使用電源直流24V，來自連鑄機的直流配電柜。
3 程序設(shè)計
液壓剪機控制選用S7-400PLC，根據(jù)控制工藝要求，在STEP75.0平臺上編與了梯形圖，其流程圖如圖4所示。PLC與上位PC機的通信采用RS-232通信接口，串行通信程序用C語言編寫。
圖4 液壓剪機控制系統(tǒng)的流程圖
4 結(jié)束語
連鑄機是一種大型機械裝備(其電氣控制一般采用PLC控制)，本文設(shè)計是針對它的一個設(shè)備液壓剪機進(jìn)行的，并選用S7-400PLC，將設(shè)計的系統(tǒng)使用在酒泉等鋼廠中，應(yīng)用效果表明，系統(tǒng)出現(xiàn)的故障率低，系統(tǒng)控制可靠性高;使用方便，維護(hù)簡單，減小了維護(hù)人員的工作量。
