铝箔纵剪机组主控PLC系统的分析及改进脱水设备

铝箔纵剪机组主控（PLC）系统的分析及改进

铝箔纵剪机组主控（PLC）系统的分析及改进 2011： 1400立式（厚）铝箔纵剪机组是辽宁省机械研究院引进国外先进技术自行设计制造的国内第一台立式高速厚箔纵剪设备。其剪切铝箔的厚度范围为0.07~0.4mm；来料宽度700~1300mm；最高生产速度600m/min；年设计生产能力12000吨。与卧式机组相比，其卸料方式、刀架调整（成品尺寸变更时）、工艺废边的处理等有了很大改善，极大地降低了生产人员的劳动强度，提高了设备使用的方便性和可操作性。但其主控系统存在操作界面不友好，运行不稳定（如：时常出现通讯系统故障、操作系统崩溃、部分工艺参数无法修正和改变等）问题，严重影响了机组的正常运行。为此，通过对生产中出现的各种问题进行综合分析和制定相关对策，对主控系统改进和调整变得十分必要。1 主控系统组成和通讯方式机组的电气主控系统主要有上位机、下位机、S7-300可编程序控制器、直流传动、交流传动组成。系统的控制原理图如图1 TU-011.1上位机位于现场操作台内，硬件平台采用IBM兼容PC机，软件平台为Windons NT，上位监控工控态软件为MCGS3.2，其主要功能有：•参数设定设定内容包括：来料宽度、厚度，开卷、内卷取、外卷取张力，点动、爬行、运行速度值，内、外卷取的选择，剪切刀盘直径等。•数据显示显示内容包括：当前机列主要运行状态，机列运行的实际速度值，开卷、内卷取、外卷取的实际张力值，开卷机、内卷取、外卷取当前卷径值，当前的日期和时间。•用户管理该部分主要包括用户的登录及退出，以及修改和管理用户的密码和权限。1.2下位机位于控制柜内，硬件平台为研华工业计算机及（PLC）开关量、模拟量输入/输出板卡，软件平台为MSDos6.2，应用软件Basic语言编制。其主要功能有：1) 接收开卷、内卷取、外卷取的卷径检测信号2) 接收开卷、内卷取现场张力信号3) 进行各种惯量和补偿计算4) 为开卷、内卷取、外卷取提供张力基准信号5) 为开卷、中心辊、剪切轴、内卷取、外卷取提供速度基准信号1.3 Siemens S7-300可编程序控制器，由位于控制柜中的CPU315-2DP及其开关量输入/输出模块的主站以及位于现场操作台中由ET200和开关量输入/输出模块的扩展站组成。其主要功能有：1) 接收操作人员和设备检测装置现场发出的各种指令信号2) 机组的逻辑运算及连锁保护3) 对直流传动进行逻辑控制（如：使能、运行停止、急停等）4) 对交流传动进行逻辑控制5) 对各种液压、气动系统进行逻辑控制1.4 直流传动系统由ABB公司的DCS500全数字直流调速器和直流电机组成，该系列调速器性能优良，功率范围大，可靠性高，适用于直流电机的供电和控制。该系统的功能主要是根据下位机传送来的张力基准和速度基准，实现对开卷机、中心辊、刀轴及内卷取、外卷取的张力和速度的精确控制，使产品端面齐整（小于±0.5mm），内外松紧一致。1.5交流传动系统由一套交流变频系统Acs600和一套滑差离合调速器系统组成，该部分主要用于工艺废边的牵引和缠绕收集，其工作速度与机列速度各组成部分之间信息交换主要通过以下几条路径实现。1) PLC主站（CPU315-2DP）与扩展站之间采用Profibus现场总线，主要用来传送操作信号和现场检测信号。2) 上、下位机RS232串型通讯主要用来传送操作设定参数及机列相关显示参数。3) 下位机与直流传动系统（DOD500）之间采用电气直接连线方式，传送张力和速度基准的模拟信号。4) 下位机与PLC主站（CPU315-2DP）之间采用电气直接连线方式，以便主控PLC将机组的启动、停止、急停等开关量信号传送给下位机，以用于下位机对直流传动张力和速度基准的控制。2 主控系统运行不稳定原因分析机组投入运行后，生产操作人员一方面反映操作界面（人——机接口）不够友好，另一方面其主控系统运行十分不稳定，时常出现问题和故障而影响生产正常进行，主要表现在以下几个方面。1) 由于上位机与PLC之间无通讯途径，而下位机与主控PLC（CPU315-2DP）之间采用电气直接连接传送的信息十分有限（仅有启动、停止、急停等几路信号），故使得上位机组态界面无法显示大量的故障诊断信息，使得处理故障十分困难。2) 上位机位于现场，环境较差，由意外电气干扰和温升异常而引起Windows NT系统频繁重启及系统崩溃经常发生，多次造成生产中断。3) 上、下位机之间采用串行通讯，由于距离较远而加装了非标转换卡，而该转换卡受环境影响极大，经常使通讯失步而引起通讯中断，造成机组失控。4) 下位机中的应用程序采用Basic语言编写和编译，使得工艺条件改变时需进行参量的调整变得十分不便，系统功能的扩充及调整也受到很大限制。5) 卷取卷径测量开始时采用光栅尺，受环境条件所限精度很差，后改为测量卷取轴运转圈数，间接计算卷径值，但当成品卷径较大时，误差也随

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