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《天津冶金雜志》2015年第一期

1系統(tǒng)組成

公端磷化裝置控制系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。基礎(chǔ)控制系統(tǒng)是基于Profibus-DP總線(xiàn)的CPU控制[2]，主要實(shí)現(xiàn)快速控制以及工藝的連鎖。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由HMI等外設(shè)組成，主要用于工藝參數(shù)的管理、保存和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。整套磷化設(shè)備控制系統(tǒng)包括PLC、變頻器、現(xiàn)場(chǎng)傳感器、HMI，如圖1所示。

2PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1PLC系統(tǒng)組成PLC控制系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-300系列PLC，CPU型號(hào)為CPU315-2DP,并配備16路數(shù)字量輸入模塊，16路數(shù)字量輸出模塊以及8路模擬量輸入模塊[3]。其中數(shù)字量輸入模塊用于采集現(xiàn)場(chǎng)傳感器、啟動(dòng)停止、急停、報(bào)警等輸入信號(hào)；輸出模塊用于驅(qū)動(dòng)鏈床、擺動(dòng)托輥等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。模擬量輸入模塊用于采集水槽內(nèi)測(cè)溫元件反饋的模擬量信號(hào)。

2.2控制系統(tǒng)程序該控制系統(tǒng)利用Step7軟件進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)，采用模塊化設(shè)計(jì)，主要由主程序、上料控制子程序、加工工藝控制子程序、出料控制子程序4個(gè)模塊組成。程序模塊主要功能如下：（1）主程序：實(shí)現(xiàn)子程序調(diào)用；（2）上料控制子程序：控制鏈床將鋼管送至指定工位；（3）加工工藝控制子程序：實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管公端進(jìn)行磷化加工；（4）出料控制子程序：實(shí)現(xiàn)將加工完成的鋼管運(yùn)送離開(kāi)設(shè)備，系統(tǒng)控制流程見(jiàn)圖2。如圖2所示，鋼管進(jìn)入鏈床后安裝在鏈床旋轉(zhuǎn)軸上的上料傳感器會(huì)發(fā)生感應(yīng)，并發(fā)出信號(hào)給PLC。PLC采集到信號(hào)并根據(jù)圖3程序中計(jì)數(shù)器設(shè)置的參數(shù)，以控制進(jìn)料鋼管的數(shù)量。當(dāng)數(shù)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，鏈床停止運(yùn)行，PLC控制托起裝置與擺動(dòng)托輥運(yùn)行，將鋼管公端浸入加工槽內(nèi)進(jìn)行加工，待到規(guī)定時(shí)間后，將鋼管放回鏈床，此時(shí)PLC檢測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)傳感器發(fā)出的托起裝置回歸原位的信號(hào)，控制鏈床繼續(xù)運(yùn)行，將鋼管運(yùn)送至二號(hào)加工槽待料位，同時(shí)將新的鋼管運(yùn)送至一號(hào)加工槽待料位。如此反復(fù)循環(huán)運(yùn)行，每根鋼管需經(jīng)過(guò)6次加工，整個(gè)加工過(guò)程完成。

3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

磷化裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由西門(mén)子TP700HMI組成，根據(jù)磷化工藝要求，在HMI上具有鋼管數(shù)量設(shè)定、加工工藝時(shí)間設(shè)定以及檢測(cè)元件的監(jiān)控等功能。磷化裝置每次需上料的鋼管數(shù)量以及加工時(shí)間在HMI上進(jìn)行設(shè)置。按照現(xiàn)場(chǎng)加工槽的尺寸，每個(gè)加工槽一次可對(duì)3根鋼管進(jìn)行加工，加工時(shí)間不少于5min，這樣才能保證鋼管管端產(chǎn)生磷化膜，從而在一定程度上防止金屬被腐蝕和提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。HMI可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加工槽內(nèi)溫度、加工完成鋼管數(shù)量進(jìn)行監(jiān)控，以便操作人員更好地了解情況。

4小結(jié)

為改善傳統(tǒng)磷化裝置人員操作時(shí)的不利條件，本文介紹了一種以可編程控制器（PLC）為控制核心的鋼管公端磷化裝置控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該裝置的自動(dòng)化控制，大大提高了工作效率。目前該控制系統(tǒng)現(xiàn)已得到成功應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

作者：菅宸龍?zhí)茷I單位：天津賽瑞機(jī)器設(shè)備有限公司