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ControlLogix在彩涂生产线的应用

作者:张静   2008-12-29   来源:中国自动化网   评论:0条    浏览:1244

1 引言 9f【中国自动化网社区】ac1308【http://sns.ca800.com】7faf1
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   近几年,由于市场对彩涂板的需求量日益增加,广泛应用在家电产品,办公设施,汽车板等行业。同时,市场对彩涂板质量的要求与过去相比更加严格。为达到较高的成材率,节省人力和能源的目的,唐钢冷轧薄板彩涂生产线引进世界先进设备,自动化系统采用罗克韦尔自动化公司的ControlLogix系统,实现对彩涂生产线的数据采集、过程控制、顺序控制、传动控制及运动控制、安全连锁等。 d5【中国自动化网社区】e0eb9c【http://sns.ca800.com】6e3
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  2 彩涂生产线工艺简介 1ab045【中国自动化网社区】461dbb【http://sns.ca800.com】e8
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   生产线由入口段、入口活套段、化学处理段、涂层段、出口活套段、出口段六部分组成。 45185【中国自动化网社区】89d547【http://sns.ca800.com】b1
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   2.1 入口段 45185【中国自动化网社区】89d547【http://sns.ca800.com】b1
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   通过测宽、测径后的钢卷由运卷小车输送并插入开卷机,钢卷头部由夹送辊送入双切剪,在这一区域安装两套入口钢卷座、入口运卷小车、开卷机和夹送辊。钢卷头部有缺陷的部分由双切剪剪掉,由带钢输送台把钢卷输送到缝合机,将前后两卷带钢头尾缝合在一起。入口处钢卷处理为自动和手动。本段特点:生产线上安装两台开卷机,双排型缝合机。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   2.2 入口活套段 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   入口活套有效储量为 175米,与入口钢卷的处理时间对应,在穿带过程中,为了消除危险,活套上辊是移动的,下辊是固定的。当带钢缝合时,工艺段可以保持正常工艺速度连续生产。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   2.3 化学处理段  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   在活套后部,安装清洗和漂洗设备,除去带钢表面油脂和氧化物。清洗设备由1个碱洗槽,1个刷洗槽,1段表面调整,4个热水漂洗槽清洗段和1台化学涂层机组成 。碱洗槽用喷淋法进行化学清洗和脱脂, 刷洗槽用机械方法进行清洗和脱脂,表面调整为了增加化学液与镀锌板的附着力,增强耐弯、耐剥落能力,热水漂洗槽使用喷热水除去带钢表面残留物,化涂机将带钢表面涂上化学保护膜,增加涂料与基板的附着力。预处理为铬酸盐辊涂处理。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
  各段的温度、液位被自动控制,浓度测量显示。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   2.4 涂层段  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   这一部分由涂层机和炉子组成。  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   (a)涂层机  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   经过化学处理的带钢进入涂层机由涂层机对带钢进行涂层。在这条生产线上,涂层工艺分两步进行。第一步为初涂。第二步为精涂。涂层厚度由涂敷辊的频率和两个辊之间的位置可以很容易控制,在备用精涂机上安装快速更换颜色装置。涂膜厚度由辊子旋转速度和测辊缝传感器控制,连接处可以由专用设备拆卸。涂层机维护方便:涂头可以从工作侧抽出,涂层机由轴承箱操纵杆快速更换。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   (b) 炉子段  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   炉子段由四部分组成,依此为No.1初涂炉,No.1冷却装置,No.2精涂炉,No.2冷却装置,目的是对带钢进行烘干。No.1初涂炉,No.1冷却装置安装在第二层上,No.2精涂炉,No.2冷却装置安装在第三层上。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   经过No.1初涂机,带钢进入No.1初涂固化炉,由热空气加热到所需烘烤温度,然后进入No.1冷却装置。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   No.1冷却装置通过喷水对带钢进行冷却,冷却后的带钢通过 No.1干燥器进入No.2涂层机。  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   经过No.2精涂机,带钢进入No.2精涂固化炉,由热空气加热到所需烘烤温度,然后进入No.2冷却装置。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   每个炉子的温度由PLC 控制,目的是保证任何尺寸带钢的烘烤温度。炉内带钢位置由控制垂度传感器自动控制,为了保证安全,溶剂浓度由低爆炸极限(LEL)传感器显示,带钢温度由辐射高温计自动控制。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   2.5 出口活套段 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   出口活套有效储量为175米,与出口段分卷造成的减速相对应。出口活套与入口活套采用同样的方法,在穿带过程中为了消除危险,活套上辊是移动的,下辊是固定的。  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   2.6 出口段 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   从出口活套出来的钢卷由出口剪分段,然后由张力卷取机卷取,卷好的钢卷由运卷小车放置在出口钢卷座上。这一区域安装转向夹送辊,带式输送台,皮带助卷器,出口运卷小车和出口钢卷座。出口处钢卷处理为自动和手动。贴保护膜装置布置在检查站之后保护涂层表面,在生产线上安装一台张力卷取机,从张力卷取机到钢卷座,出口钢卷处理是全自动的。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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  3 系统设计 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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  3.1.1网络 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   整个彩涂生产线ControlLogix控制系统通过ControlNet网实现控制站之间进行通讯、控制器与传动控制系统的通讯、控制器与一级服务器之间的通讯。通过以太网实现一级服务器与客户端以及二级服务器之间的通讯。ControlNet网络通讯接口模块采用1756CNBR。ControlNet网是一个实时的控制网络, Controllogix控制系统的ControlNet网打破了PLC系统传统的Souce-Destination(源-目的地)的点对点和巡检的通讯模式,而采用了先进的Producer-Consumer(生产-消费)的通讯模式。其支持计划性信息和非计划性信息的传输,用ControlNet取代了以往多种主控网和现场网的功能。并具备了对实时性数据传递的确定性,可重复性和实时性要求。ControlNet和ControlLogix框架的连接由模板CNB或CNBR来实现,网络介质用75Ω同轴电缆组成,网络每段最大传输距离1000m,段与段之间用中继器可以延伸网络,网络传输速率达到5Mbps,既可以组成单独通讯网络,也可以组成冗余通讯网络。ControlNet网络配置的特点是无论是CPU框架还是远程扩展框架均由CNB(CNBR,冗余配置)模块挂在ControlNet网络上,然后由软件进行管理扩展模块的归属,这一特点使网络的扩展和走线十分灵活。该系统还可以用以太网通讯模板和DH+通讯模板做网桥,将ControlNet网分别连到以太网和DH+网上,做到控制网和管理网合二为一。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   3.1.2 ControlLogix控制器和模板 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   CPU选用最新的ControlLogix控制器1756-L61,控制器内存为2M。数字量输入模板采用1756-IB32;数字量输出模板采用1756-OB32;模拟量输入模板采用1756-IF16;模拟量输出模板采用1756-OF8。  393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   3.2 软件组成 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   编程软件采用RSLogix5000,实现对ControlLogix系统组态及控制程序的编制及调试。通讯软件RSLinx,用于RSView32、RSLogix5000的通讯驱动。网络软件RSNetwork for ControlNet 用于ControlNet网络组态、规划和调度。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   工作图形软件采用罗克韦尔公司的RSView32 6.3工控组态软件。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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  4 控制功能 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   4.1 入口段控制 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   入口段功能:入口小车自动运卷控制;钢卷高度对中、宽度对中、自动侧宽测径。自动上卷、自动穿带、自动切带头、带尾。入口段速度和张力的控制等。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   4.2 入口活套段控制 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   主要控制入口活套的张力以及入口活套的充放套,以满足工艺段可以保持正常工艺速度连续生产。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   4.3 化学处理段控制 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   主要控制清洗、漂洗、表调各槽的温度、液位及浓度;化学处理段带钢的速度和张力。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   4.4 涂层段控制 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   主要控制固化炉的温度、压力及带钢在炉内的垂度;各个涂机的运行速度;该段的带钢张力和速度。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   4.5 出口活套段控制 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   主要控制出口活套的张力以及出口活套的充放套,以满足工艺段可以保持正常工艺速度连续生产。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   4.6 出口段控制 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   出口小车自动运卷控制;自动称重。自动卸卷、自动穿带、自动切分切、缝合点剪切。出口段速度和张力的控制等。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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  5 结论 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   ControlLogix系统在唐钢彩涂生产线的应用结果表明,该系统具有以下优点: 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   (1)高可靠性:系统自2004年5月份投运至今未发生任何控制系统故障,保证了生产的可靠性。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   (2)系统的升级灵活:ControlLogix的内存采用FlashMemory结构,控制器版本的升级,通过软件完成。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   (3)适合顺序、过程、传动和运动控制的模块化、高性能控制平台:每个ControlLogix处理器可以执行多个控制任务,减少所需要的控制器个数,这样,排错更快。可以分别触发多个周期任务以便达到更高的性能水平。 393eb【中国自动化网社区】67138a【http://sns.ca800.com】458649b
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   (4)通用的编程环境和Logix控制引擎:无论选用的平台和网络,通过使用通用的控制模型,都可以降低系统成本,简化集成。组态和编程是一致的,这样,不论开始的程序开发还是长远的系统维护,都很方便。

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