GEFanuc系列90-30PLC在ACCU軋機(jī)中的應(yīng)用與特點(diǎn)

GEFanuc90-30PLCACCU軋機(jī)中的應(yīng)用與特點(diǎn)〔doc7頁(yè)〕GEFanuc90-30PLCACCU軋機(jī)中的應(yīng)用引言ACCU軋機(jī)是承受兩輻斜軋工藝、廣泛應(yīng)用于無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線的世界上先進(jìn)的軋管機(jī)。它將穿孔后的毛管插入芯棒后喂入軋機(jī)，在軋輻與導(dǎo)盤(pán)的協(xié)同作用下前進(jìn)并延長(zhǎng)，將毛管軋成薄壁管材。由于用長(zhǎng)芯棒生產(chǎn)，管材內(nèi)壁光滑無(wú)刮傷。ACCU軋機(jī)機(jī)組把握設(shè)備較多，且設(shè)備工藝間連鎖關(guān)系簡(jiǎn)潔，是鋼管熱軋線上的核心機(jī)組。該機(jī)組與相鄰的穿孔、定徑機(jī)組也存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，連續(xù)作業(yè)需求使其自動(dòng)化與實(shí)時(shí)性要求高，因而對(duì)它的把握只適于用先進(jìn)的自動(dòng)把握裝置來(lái)完成。當(dāng)今，ACCU軋機(jī)把握系統(tǒng)主要設(shè)備一般都承受計(jì)算機(jī)集散把握系統(tǒng)DCSPLC兩大DCS系統(tǒng)時(shí)，ACCU軋機(jī)的把握分布于局域控制網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)工作站，而局域網(wǎng)上同時(shí)掛接軋線上其它機(jī)組的假設(shè)干工作站，操作員站和工程師站供給了人機(jī)接口，通過(guò)操作員站或工程師站的鍵盤(pán)可輸入各類(lèi)操作命令和數(shù)據(jù)、調(diào)用狀態(tài)畫(huà)面，結(jié)果可在CRT上顯示及打印。應(yīng)用這種實(shí)現(xiàn)模式，系統(tǒng)把握與治理功能都較強(qiáng)，但缺陷是投資大且通用性與可移植性差；而應(yīng)用PLC時(shí)，投資則相對(duì)較低且隨著PLC與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于以太網(wǎng)的PLC網(wǎng)絡(luò)逐步普及開(kāi)來(lái)，不但利用了單體PLC功能性價(jià)比高的特長(zhǎng)，集中治理功能也大為加強(qiáng)，各把握系統(tǒng)之間集成便利。GE90-30PLCGEFanuc90可編程把握器家族中的一員，它本錢(qián)低、性能高，不僅其CPU具有內(nèi)置PID并且除了多種類(lèi)型開(kāi)關(guān)量及模擬量I/O外，還有軸定位模塊、Genius如ACCU軋機(jī)把握這類(lèi)簡(jiǎn)潔的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用場(chǎng)合而言，能供給更經(jīng)濟(jì)有效的解決途徑。本文以某公司已投入在線作業(yè)的ACCU流程、把握系統(tǒng)功能需求和承受GE90-30PLC作為根本機(jī)組工藝流程ACCU1-1所示。機(jī)?f?f對(duì)齊輻道翻料鉤?予穿臺(tái)f芯棒插入一毛管步進(jìn)梁一入口臺(tái)限動(dòng)小車(chē)啟f啟動(dòng)一斜送輻升起并旋轉(zhuǎn)f限動(dòng)小車(chē)前進(jìn)到85米〔可設(shè)定〕限動(dòng)位置?主機(jī)負(fù)荷繼電器得電f1-3號(hào)芯棒夾持器閉合、限動(dòng)小車(chē)以極低的限動(dòng)速度運(yùn)行?開(kāi)頭軋制一〔負(fù)荷繼電器掉電〕f限動(dòng)小車(chē)高速回退ffHome位置停頓一管子在出口臺(tái)一拖出輻升起并旋轉(zhuǎn)、上導(dǎo)板翻開(kāi)f管子送往定徑機(jī)入口輻道。同時(shí)回抽芯棒由毛管步進(jìn)梁一1#冷卻輻道-1-3#冷卻輻道依次啟動(dòng)?芯棒送到冷卻臺(tái)架?芯棒冷卻旋轉(zhuǎn)?冷卻步進(jìn)梁?芯棒潤(rùn)滑及定位輻道f定位輻道f〔供下次芯棒插入1-1ACCU軋機(jī)主要設(shè)備分布圖系統(tǒng)把握范圍與功能需求ACCU軋機(jī)電氣傳動(dòng)與自動(dòng)化系統(tǒng)把握范圍總體包含以下裝置：直流可控硅調(diào)速把握裝置、溝通傳動(dòng)液壓把握系統(tǒng)、干稀油潤(rùn)滑電控裝置。按系統(tǒng)把握功在線設(shè)備在線規(guī)律把握其動(dòng)作，對(duì)

指相關(guān)信號(hào)進(jìn)PLC,依據(jù)交直流傳動(dòng)而言，將控制其啟停和完成相應(yīng)的速度曲線。依據(jù)ACCU軋機(jī)設(shè)備布局與工序之間連接關(guān)系，在線設(shè)備劃分為以下7個(gè)把握區(qū)域：橫向輸送鏈區(qū)。區(qū)域設(shè)備包含月牙擋料器、毛管橫移鏈、對(duì)齊輻道及對(duì)齊輻道翻料鉤；入口臺(tái)區(qū)。區(qū)域設(shè)備包含限動(dòng)小車(chē)、限動(dòng)小1#-3#芯棒夾持器、導(dǎo)盤(pán)潤(rùn)ill

in定心；1芯棒插入?yún)^(qū)。區(qū)域設(shè)備包含1#-2#芯棒支持器和芯棒插入傳動(dòng)設(shè)備；毛管步進(jìn)梁區(qū)。區(qū)域設(shè)備只含毛管步進(jìn)梁；本體區(qū)。區(qū)域設(shè)備包含上、下軋輻和上、下導(dǎo)盤(pán)主傳動(dòng)；芯棒循環(huán)區(qū)。區(qū)域設(shè)備包含1#-3#冷卻輻芯棒給料器、循環(huán)芯棒給料器、1-2#輻道、芯棒潤(rùn)滑裝置；出口臺(tái)區(qū)。區(qū)域設(shè)備包含1-2段拖出輻及上導(dǎo)板。設(shè)計(jì)中之所以將毛管步進(jìn)梁設(shè)備單獨(dú)分區(qū),域的自動(dòng)初始條件有效，避開(kāi)設(shè)備碰撞。慮到便于調(diào)試或?qū)?lái)試車(chē)時(shí)，通過(guò)程序就可以模擬仿真自動(dòng)軋管過(guò)程。離線設(shè)備一一指相關(guān)信號(hào)不進(jìn)PLC,其把握方式與在線規(guī)律無(wú)關(guān)。離線設(shè)備包括上下輻入、出口壓下調(diào)整；上度調(diào)整；上下輻喂入角調(diào)整。在把握系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上，對(duì)于不受PLC把握的離線調(diào)整設(shè)備，釆用常規(guī)把握方式，即在操作臺(tái)設(shè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或按鈕、電位器，直接把握直流調(diào)速裝置〔直流傳動(dòng)時(shí)〕或MCC〔溝通傳動(dòng)時(shí)〕。由旋轉(zhuǎn)編碼器和數(shù)字顯示器獲得位置調(diào)整結(jié)果。而對(duì)于在線設(shè)備，由GE90-30PLC來(lái)完成把握，操作方式有自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)PLC把握包含了挨次把握、速度及位置把握、顯7個(gè)把握分區(qū)各設(shè)備啟停聯(lián)瑣。速度及位置把握包括芯棒插入、限動(dòng)小車(chē)的定位把握和毛管步進(jìn)梁、冷卻步進(jìn)梁速度把握系統(tǒng)。在芯棒插入的一個(gè)工作周期中，有兩個(gè)芯棒位置要求定位格外準(zhǔn)確：一個(gè)是待Home位置、限動(dòng)起始位置定位準(zhǔn)確。為了保證定位精度和可靠性，這兩個(gè)位置把握系統(tǒng)同時(shí)釆用APM軸定位智能把握模塊和PLS可編程開(kāi)關(guān)兩種措施進(jìn)展速度與位置把握。在使用軸定位模塊〔APM〕工作時(shí),APMEncoder檢測(cè)的實(shí)際偏差,按設(shè)定的速度、加速度計(jì)算出一個(gè)速度給定值送傳動(dòng)電機(jī)完成速度及定位把握；在使用PLS工作時(shí)，PLS開(kāi)關(guān)點(diǎn)檢測(cè)實(shí)際位置，PLC依據(jù)PLS結(jié)果按速管步進(jìn)梁和冷卻步進(jìn)梁，則采用PLS開(kāi)關(guān)由PLC進(jìn)下滿足物料輕抬輕放，Home位置準(zhǔn)確。PLC顯示報(bào)系統(tǒng)硬、軟件配置1系統(tǒng)硬件配置ACCU軋機(jī)把握系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于這樣的思想：滿足工GEFanuc公司的系列90-30PLC作根本把握單元，完成整個(gè)軋機(jī)在線設(shè)備90-30PLC具有系統(tǒng)易擴(kuò)展、能強(qiáng)、具有I/O點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)警、易于查找故障等特點(diǎn)，是完成現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)把握的一種較抱負(fù)設(shè)備。把握系PLCACCU7個(gè)分區(qū)的把握，兩臺(tái)PLC通過(guò)Genius通訊模塊進(jìn)展相互的把握數(shù)據(jù)交換。全部調(diào)速裝置作為PROFIBUS-DP從站，連DPPLCCPU單元(CPU364)的以太網(wǎng)接口連接到HUB或以太網(wǎng)交換PC3-1所示。.D;.D;]二Tnua4I4S*J>*人a<u*

*/%???T 4-?T 4-11-1 *5￡)Q1p)01FXp]P)7 y}1D 1￥fJ?9Qia?rfff4-A14t.ITr-XG09IDD1D1J(IA074OfjA0￥A0ofTD；0:JD)Xfl IDQHIY<1A0氣1D0OP:hHB)a叫JJAPM4f-p)ppBcN|1DOJ9 23?euM?03-1ACCUPLC系統(tǒng)配置圖3.2硬件配置特點(diǎn)兩臺(tái)PLC硬件配置類(lèi)似，有利于削減備件貯存。為了使用戶能更便利地推斷與查找故障源,在I/O配置選型時(shí)，選用了兩類(lèi)DI開(kāi)關(guān)量輸入模8220VAC(IC693MDL231),1624VDC(IC693MDL646),PLSDQ開(kāi)關(guān)量輸出，一種為16220VAC(IC693MDL940),824VDC(IC693MDL930),用于驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)雖然系統(tǒng)全部速度給定與把握都是通過(guò)上位機(jī)、PLC的軟給定(數(shù)字給定),但為了進(jìn)一步確保系統(tǒng)牢靠性，配置上增加了硬接線形式的給定和把握，即使消滅以太網(wǎng)或Profibus統(tǒng)也能釆用模擬給定工作。選用了4AI模塊(IC693ALG220),用于上下輻及導(dǎo)盤(pán)的轉(zhuǎn)速電位器給定(當(dāng)通訊消滅特別時(shí)承受)；兩類(lèi)模擬量輸出AQ模塊，一種為8路(IC693ALG392),用于到電流表或轉(zhuǎn)速表的顯示；另一種為2路(IC693ALG390),用于溝通變頻及直流調(diào)速裝置的把握給定(當(dāng)通訊特別時(shí)投入)。3.3系統(tǒng)軟件配置3.1PLC編程平臺(tái)GECIMPLICITYMachineEditionCIMPLICITYMachineEdition是GEFanuc推出的一個(gè)可以在統(tǒng)一的工作平臺(tái)下同時(shí)開(kāi)發(fā)多目標(biāo)規(guī)律把握、運(yùn)動(dòng)把握等的一代軟件。它提供一個(gè)公共的環(huán)境用于配件。其強(qiáng)大功能可以大大縮短應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)、調(diào)試時(shí)間。應(yīng)用MEACCUPLC軟件的步驟如下：翻開(kāi)CIMPLICITYMachineEditiom在消滅的對(duì)話框0K,工程名為accu_plc〔或右擊工程名后,在參與目標(biāo)選項(xiàng)中，選擇GEFanucPLC的系列90-30PLC,Target1進(jìn)展硬件配置,配置方法為右擊機(jī)架和槽號(hào)，通過(guò)替換模塊或加Profibus主模塊配置完后，還要依次參與從模塊，選SIEMENS的MASTERDRIVESCBPxPP04協(xié)議模式，站號(hào)設(shè)置應(yīng)與調(diào)速裝置的相應(yīng)參數(shù)設(shè)置全都。全部硬〔僅有程序?yàn)榭盏木嫦戮帉?xiě)梯形圖程序，缺省只有主程序塊_main,可通過(guò)右擊選LD塊參與各個(gè)子程序塊。在每個(gè)程序塊內(nèi)編寫(xiě)相應(yīng)的把握程序。PLC把握器內(nèi)，第一次下載只能通過(guò)串口，將CPU以太網(wǎng)的IP地址寫(xiě)入，之后，就可以直接通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)通訊了。3.3.2SCADAGECIMPLICITYHMIPlantEditionGECIMPLICITYHMIPlantEdition作ACCU軋機(jī)上位機(jī)監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。CIMPLICITYHMIGEFanuc在數(shù)十年工業(yè)自動(dòng)化閱歷積存Microsoft合作開(kāi)發(fā)的業(yè)界最優(yōu)秀于使用。在上位機(jī)PC上〔操作系統(tǒng)為Windows2023專業(yè)版〕安裝PE并運(yùn)行，建ACCU_R0LL工程，定義工程屬性，在“選項(xiàng)“中選中“BasicControl“^DatabaseLogger^VB腳本編輯大事并且在數(shù)據(jù)庫(kù)中記〔為趨勢(shì)使用“Series90Ethernet”因PLC與上位機(jī)通訊釆用以太網(wǎng)TCP/IPo在“安全”的“資ACCU資源，“角色”使用系統(tǒng)缺省建一個(gè)使用密碼的用戶,讓ACCU資源為其所用，以S90_TCPIP協(xié)議的端口以及系統(tǒng)占用端口的PLC1PLC2兩臺(tái)設(shè)備〔在TCP/IP中寫(xiě)入相應(yīng)PLCCPUIP地址，只是最終一位不同，以確保在同一網(wǎng)段，上位PC機(jī)也要使用同一網(wǎng)段的固定IP地址〕，接下來(lái)就可以定義系統(tǒng)點(diǎn)標(biāo)識(shí)〔設(shè)備點(diǎn)或虛擬點(diǎn)〕4 應(yīng)用軟件構(gòu)造和功能特點(diǎn)1PLC程序構(gòu)造與功能特點(diǎn)ACCU7個(gè)在線把握分區(qū)的設(shè)備把握由PLC1PLC2PLC分別把握以下分區(qū)：PLC1把握：橫向輸送鏈區(qū)、毛管步進(jìn)梁區(qū)、芯棒插入?yún)^(qū)、芯棒循環(huán)區(qū)。PLC2把握：入口臺(tái)區(qū)、本體區(qū)、出口臺(tái)區(qū)。4.1.1PLC1程序構(gòu)造與功能PLC啟停初始化。PLC啟停初始化。ALARM：全部指示燈、電笛、儀表顯示。CIRAUTO：芯棒循環(huán)區(qū)自動(dòng)程序。CIRMAN：芯棒循環(huán)區(qū)手動(dòng)程序。CNVBAK：變頻與工頻倒換的備用輻道把握程序。ESTOP：緊停的相關(guān)處理。ETHNET：轉(zhuǎn)換后通過(guò)以太網(wǎng)傳給上位機(jī)HMIoGDATA：PLC1PLC2把握數(shù)據(jù)交換。HENAUT0：橫移鏈區(qū)的自動(dòng)程序。HENMAN：橫移鏈區(qū)的手動(dòng)程序。INSAPM：芯棒插入的APM校零，取上位機(jī)HMI的設(shè)定數(shù)據(jù)。INSAUT0：芯棒插入的自動(dòng)程序。INSMAN：芯棒插入的手動(dòng)程序。PR0FIB：分解和打包與直流調(diào)速裝置交換的數(shù)據(jù)。WLKAUTO：毛管步進(jìn)梁區(qū)的自動(dòng)程序。WLKMAN：毛管步進(jìn)梁區(qū)的手動(dòng)程序。4.1.2PLC2程序構(gòu)造與功能.MAIN：子程序調(diào)用，PLC啟停初始化。ALARM：全部指示燈、電笛、儀表顯示。ESTOP：緊停的相關(guān)處理。ETHNET：HMIoGDATA：PLC1PLC2把握數(shù)據(jù)交換。INTAPM：入口臺(tái)的APM程序的校零，取上位機(jī)HMI下載數(shù)據(jù)。INTAUT0：入口臺(tái)自動(dòng)程序。INTMAN：入口臺(tái)手動(dòng)程序。MAIN：本體的把握程序。0UTAUT0：出口臺(tái)的自動(dòng)程序。0UTMAN：出口臺(tái)的手動(dòng)程序。PR0FIB：分解和打包與直流調(diào)速裝置交換的數(shù)據(jù)。4.1.3PLC程序特點(diǎn)PLC釆用了類(lèi)似的程序構(gòu)造，只是把握設(shè)備的分區(qū)不同而已。PLC程序都釆讀性、易維護(hù)性更好，均由主程序塊_MAIN依據(jù)各個(gè)分區(qū)的初始條件調(diào)用或直接調(diào)用其它的各個(gè)子程序塊。層次清楚，并且為了在PLC中查找/輸出點(diǎn)〔依動(dòng)作挨次〕，中文描述，便于用戶對(duì)程序的理解。4.2SCADA應(yīng)用軟件與功能特點(diǎn)ACCUSCADA應(yīng)用軟件完成與之通過(guò)以太網(wǎng)通訊的兩臺(tái)PLC的數(shù)據(jù)釆集與監(jiān)控。創(chuàng)建的II元件狀態(tài)、速系統(tǒng)狀態(tài)、主機(jī)/導(dǎo)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)允許、主機(jī)/導(dǎo)盤(pán)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)、報(bào)警記錄等。4.2.1主要畫(huà)面功能主畫(huà)面。在工程運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入該界面。在該畫(huà)面中，顯示當(dāng)前報(bào)警歷史中有無(wú)活動(dòng)報(bào)警的提示，可以通過(guò)畫(huà)面按鈕直接調(diào)用系統(tǒng)其他畫(huà)面。另外還設(shè)置了退出系統(tǒng)按鈕，當(dāng)按下時(shí)，要求輸入密碼,正確后,會(huì)提示兩種退出方式,不中止工程的狀況下，臨時(shí)作其它工作,如進(jìn)入PLCACCU全部在線設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，設(shè)備未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為〔閥〔閥〕面上有查看幫助按鈕，按下會(huì)彈出傳動(dòng)號(hào)定義畫(huà)面。7個(gè)把握分區(qū)的當(dāng)前操作方式的自動(dòng)/手動(dòng)文本指檢測(cè)元件狀態(tài)畫(huà)面。標(biāo)示了全部在線檢測(cè)元件的位置與當(dāng)前狀態(tài)，PLS的角度，并且能自動(dòng)彈岀每個(gè)檢測(cè)元件的功能描述。分區(qū)自動(dòng)允許畫(huà)面。畫(huà)面以文本和狀態(tài)色塊結(jié)合形式集中顯示了7個(gè)分區(qū)中每個(gè)分區(qū)的自/手動(dòng)狀態(tài)，和自動(dòng)初始條件每一項(xiàng)為哪一項(xiàng)否滿足。并且也ProfusDP網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)裝置的當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。速度參數(shù)設(shè)定畫(huà)面。進(jìn)入該畫(huà)面之前會(huì)自動(dòng)彈出權(quán)限檢查畫(huà)面，有身份驗(yàn)證和修改選項(xiàng)。將給三次身份檢查時(shí)機(jī)，連續(xù)三次錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)退出界面，假設(shè)身份0K,則自動(dòng)進(jìn)入速度參數(shù)設(shè)定畫(huà)面，在畫(huà)面中由盤(pán)、輔機(jī)〔調(diào)速裝置〕線速度給定〔畫(huà)面可正/逆向翻頁(yè)〕，在HMI中，會(huì)自動(dòng)依此換算出PLC把握給調(diào)速裝置的給定包括轉(zhuǎn)速RPM