GE 智能平台 90-70 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。整个系统的自动化程度达到国际二十世纪九十年代末技术水平。

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 90/70 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 90/70 PLC，上料装置相关设备的控制和控制功能的实现在原有GE90/70 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 90/70 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包括： -上料步进梁原料确认 -上料步进梁的动作及逻辑联锁控制 -上料步进梁宽度对中控制 -上卷小车高度对中控制；该功能设置手动及自动两种方式 -卷径测量及计算，甩尾控制 -钢卷准备站的控制 -开卷机点动 -卷筒涨缩，活动支撑起、落 -开卷机整体平移 -开卷机压辊，深压辊，深压小车的动作及逻辑控制

-反弯辊及夹送辊压下，抬升控制 -开头机铲头的上、下、前、后摆动及逻辑联锁控制 -液压站，稀油站系统控制 -开卷区设备传动的自动/手动方式选择控制等 -全线速度设定、匹配协调控制 -张力设定 -卷径检测及计算，包括初始卷径自动检测 -侧导板开口度控制；该功能设手动及自动两种方式 -矫直机的辊缝定位控制 -各设备的手动或点动的逻辑或速度控制 -带钢甩尾控制 -EPC投入与切除（EPC 全部引进德国设备） -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）；

　　纵切机组基础自动化系统通过完成上述主要功能，实现全线的自动化控制。

——系统软件 1. GE 90-70 编程软件Cimplicity Machine Edition 完成的功能主要包括： -图形系统：用于自由地组态画面，并完全通过图形对象进行操作，图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；可自由选择信息分类、报表。 -变量存档：接收、记录和压缩测量值：曲线和图表显示及进一步的编辑功能。 -报表系统：用户自由选择一定的报表格式，按时间顺序或者事件触发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，该编辑通过系统内部的C编译器执行。

2．Cimplicity Plant Edition HMI 系统的主要功能 　　操作室内的HMI 主要对整个机组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： -纵切线生产流程显示 -机组速度的设定与显示 -开卷、卷取张力的设定显示 -各单机设备的速度、电压、电流显示 -电气传动系统的状态显示（启动、停止、正转、反转、故障等） -来料规格的输入，包括来料的卷重、宽度、材质、板厚等 -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、重合度的显示 -生产报表的打印 -活套状态显示 -液压系统的状态显示 -历史数据的记录 -传动系统的电源合/分闸操作控制 -液压、润滑站的远程操作控制

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。