軋鋼廠穿水冷卻控制系統

1 引言
龍鋼西安軋鋼廠連續棒材生產線建于1997年，原設計生產能力17萬噸/年，經過數年的改造，目前實際生產能力達到60萬噸/年。為滿足生產需要，工藝上采用加大強化加熱提高軋制速度的等方法，直接導致氧化鐵皮加大，鋼材力學性能降低，而且經常出現表面氣泡，采用低溫軋制已成必然選擇。穿水冷卻是基于濁循環水中具有動能的重懸浮顆粒對熾熱棒材表面蒸汽膜的破壞機理，對熱軋帶肋鋼筋進行軋后冷卻的一項技術，通過穿水冷卻使鋼材上冷床溫度降低，改善三級鋼的力學性能，提高產品質量及合格率，解決冷床冷卻能力不足的問題。由西安重型機械研究所承擔的龍鋼西安軋鋼廠穿水冷卻自動控制系統，其控制系統采用交流變頻電機及現場總線技術，系統穩定可靠。該設備控制系統為軋鋼在降低成本、提高經濟效益，節約能源，提高產品質量上提供了一種新的解決方案。
2 系統簡介
龍鋼西安軋鋼廠穿水冷卻自動控制系統主要采用西門子MM440變頻調速控制裝置、安裝在變頻器上的PROFIBUS通訊模板、西門子S7-300可編程序控制器、分布式I/O ET200M、研華工控機、西門子監控軟件WINCC 6.0等產品，采用PROFIBUS-DP現場總線技術。其系統配置如圖1所示。

圖1 控制系統配置圖

3 系統組成及功能
3. 1 系統組成
(1) 硬件配置
硬件配置主要是用西門子公司的S7-300 PLC與MM440變頻器進行硬件連接及組態，建立PROFIBUS-DP現場總線網絡。為了連接成PROFIBUS系統，必須選用PROFIBUS模板，這一模板是一個可選件，此模板安裝在變頻器的正面，通過串行接口與變頻器連接，對MM440進行控制。PROFIBUS-DP是一個價格適當的高速串行通訊系統，采用這種簡單的總線系統，可以把工程設計、可視化和PLC控制集成在一起。PROFIBUS-DP現場總線的主要特點是連接智能現場設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通訊網絡，是能支持雙向、多節點總線式的全數字通訊。將MM440變頻器通過PROFIBUS通訊模板連接到S7-300 PLC的現場總線網絡中，從而實現了MM440與S7-300的網絡通訊。變頻器與S7-300 PLC的硬件連線如圖2所示:

圖2 變頻器與S7-300的硬件連接圖

3.2 硬件組態
組態PROFIBUS-DP現場總線步驟如下:
(1) 在西門子SIMATIC STEP7軟件下新建一個工程(Project)，插入一個SIMATIC 300站，打開該站的Hardware硬件組態編輯器，組態315-2DP的PROFIBUS網絡。
(2) 在PROFIBUS-DPSIMOVERTMICROMASTER 4中插入MICROMASTER 4到總線網絡中，在MIC- ROMASTER 4下插入PPO1或PPO3即可。
(3) 分散I/O是按照所選的分散站形式(如ET200M)選擇通訊模塊(IM153)的型號添加到PROFIBUS-DP現場總線網絡中去。
硬件組態如圖3所示。