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1、酸洗工艺的液压站PLC系统控制摘要 唐钢冷轧薄板厂酸连轧机组酸洗线液压站自动化控制系统有过程控制系统，基础自动化系统，现场传感器仪表系统组成。其中过程控制系统为整个酸洗生产过程提供在线监控、指导和控制并实现与连轧机组的通讯。该级具有计算、存储、设定和执行功能。基础自动化系统使用PLC监视、控制和调节生产过程，并与过程控制系统和现场传感器仪表系统进行通讯。PLC具有回路控制、顺序控制及其他特定功能。现场传感器仪表系统由分散在各个现场的检测仪表和传感器、变送器2、执行器及控制设备组成，该级仅与基础自动化系统进行通讯。整个系统采用了基于工业以太网，PROFIBUS-DP总线和AS-i总线数据通讯系统
2、。 关键词： 酸洗线液压站 PLC控制 软件设计 数据通讯目 录1 绪论511课题研究背景512 酸洗工艺及设备现状62 出口液压站总体方案设计821 液压系统特点概述8211油箱单元9212主泵单元9216蓄能器单元10217阀台和阀路块10218过滤器113 控制系统设计1231PLC级软件结构1232自动化系统的接口1433生产线1级基础自动化系统与0级系统接口1534 生产线1级基础自动化系统与其它控制系统的接口154 出口液压站自动化基础系统选用1741 PLC系统17411 PLC系统主要配置和功能17412 PLC系统网络酸洗生产线的PLC控制网络1842 HMI客户工作站控制系
3、统1943 软件开发1944实时数据监测205 酸洗出口液压站软件设计2151 PLC的总体结构2152PLC控制软件设计22521 PLC控制软件构成22522PLC软件的程序模块225. 3工控机与PLC通信软件设计255. 3. 1通信的连接255. 3. 2 VB串行通信组件25通信协议265工控机与PLC通信软件设计275. 4测控系统软件设计295. 4. 1数据测控系统总体框图296 油箱电器系统描述33液压站循环系统描述34621液压站循环系统功能描述34622循环系统传感器和马达表36623传感器报警表3663液压站主泵系统37631液压站主泵系统功能描述37632传感器报警
4、表38结论401 绪论11课题研究背景钢铁工业在我国迅猛发展，尤其是冷轧带钢在近几年发展迅速。国内各大钢厂和部分规模较大的乡镇企业都已经或正在投入巨资建设冷轧生产线。我公司也投入约30亿元建设冷轧板带项目。分三期建设的冷轧工程是公司实施完成“三步走”发展战略和实施新的“三级支撑”发展战略之间承上启下的最为重要的建设项目。冷轧工程一般包括酸洗、冷轧、镀锌、彩涂、退火等工艺。而酸洗是首道工序，热轧板带只有先酸洗才能进行其它工序的生产。现就酸洗的有关知识做一下介绍。60年代以前冷轧原料的除鳞主要是用硫酸酸洗。这种方法废酸不能完全回收，钢的损耗也较大。1959年奥地利鲁特纳发明了盐酸酸洗废液再生方法，
5、盐酸可以完全回收，产生的铁粉也可做高档的磁性材料，这样盐酸酸洗法成为成本低、酸洗带钢表面质量好的工艺而得到普遍发展。这时酸洗槽由深槽逐步发展为浅槽。1983年原西德MDS公司开发出湍流式酸洗新技术。其特点是将酸洗液送入很窄的酸洗室槽缝中，使酸洗液在带钢表面上形成湍流状态。酸的流动方向与带钢的运行方向相反。这种酸洗技术提高了酸洗效率，改善了酸洗质量1。 自从80年代推出湍流酸洗以来，浅槽湍流酸洗机组因其造价低、酸洗事故处理时间短而很快发展起来。原西德波鸿、澳大利亚BHP、日本住友金属、日本和歌山、日本神钢加古川冷轧厂、比利时西格马公司等于1986-1990年先后建成并投产了湍流酸洗机组。这种机组
6、的年产量从60万吨发展到最大达250万吨。唐山钢铁股份冷轧薄板厂1#酸洗线线由意大利达涅利技术总负责，于2004年10月25日正式投产，生产热轧酸洗产品。2005年12月20日该酸洗机组成功地完成了与五机架冷连轧机组（由法国奥钢联。 12 酸洗工艺及设备现状概括地说，该生产线为3段式连续浅槽高速紊流酸洗生产线，具有备用漂洗槽和5段式漂洗，装备有1台闪光对焊机、1台破鳞机、1台转塔式切边剪、1台平整机、1台涂油机和3个用于连续操作的活套。入口活套最大储量642米，以保证入口段焊接时工艺段正常运行。中间活套最大储量330米，保持在排空状态，以保证切边剪换刀时工艺段不停车。出口段活套最大储量400米
7、，保持在充满状态（为轧机储备带钢），以保证切边剪换刀或跑边时轧机还能正常生产。在这技术先进的车间定员比以前的车间减少很多。冷轧带钢的生产工艺流程，首先是把来自热轧的原料卷通过步进梁及上卷小车输送到生产线的1号 2号开卷机上，经过双切剪去除带钢的头尾，送至焊机进行焊接，以达到连续生产的目的。随后带钢经过破鳞机进入工艺段进行酸洗，去除带钢表面的氧化铁皮，后面的切边剪对带钢边部的缺陷进行剪切，同时达到用户对宽度的要求。最后，带钢经过五机架连轧机组的轧制形成成品冷轧卷。经过打包后入库。原料卷 步进梁开卷机双切剪焊机破鳞机三段式酸洗五段式漂洗切边剪连轧机打包入库。13 唐钢酸洗线自动化控制应用 唐钢冷轧
8、薄板厂酸连轧机组酸洗线自动化控制系统由过程控制系统，基础自动化系统，现场传感器仪表系统组成。其中过程控制系统为整个酸洗生产过程提供在线监控、指导和控制并实现与连轧机组的通讯。该级具有计算、存储、设定和执行功能。基础自动化系统使用PLC监视、控制和调节生产过程，并与过程控制系统和现场传感器仪表系统进行通讯。PLC具有回路控制、顺序控制及其他特定功能。现场传感器仪表系统由分散在各个现场的检测仪表和传感器、变送器2、执行器及控制设备组成，该级仅与基础自动化系统进行通讯。整个系统采用了基于工业以太网，PROFIBUS-DP总线和AS-i总线数据通讯系统。酸洗线基础自动化控制系统由入口PLC系统，工艺段
9、PLC系统，出口段PLC系统组成，具体包括：4套SIMATIC S7-400 PLC系统；SIMATIC ET200S分布式I/O系统；SIEMENS驱动系统。入口段PLC系统完成入口段区域机械设备和液压单元的控制，以使钢带在要求的速度和张力的控制下完成开卷，矫直，对中，测厚，切头，切尾和焊接等动作；工艺段PLC系统主要对破磷机，2，3，4，5，7号张力辊，入口，中间，出口活套等设备进行检测控制并提供参数设定、故障报警、过程监视、历史趋势曲线等多种人机对话操作；酸洗段PLC系统主要完成酸洗区域的钢带酸洗处理功能包括酸流量控制，闭环酸液浓度控制，再生槽液位控制和再生槽温度控制；出口段PLC系统只
10、要将钢带切成指定的宽度并对中纠偏，调整张力、速度准备进入连轧机入口。现场网络将计算机控制系统的各个控制级和分散在现场的传感器、执行器有机的联系起来，为实现工程大系统的综合自动化创造了条件。酸洗线自动化控制系统用工业以太网将过程控制系统，基础自动化系统联系起来，实现软件开发站（工程师站），HMI，HMI服务器，三凌焊机。，快速数据分析仪FDA，过程控制级服务器（即2级服务器）和S7-400PLC系统之间的数据通讯，达到生产管理和过程控制的目的。由于酸洗线整个自动化系统比较庞大，在实习和毕业设计中不可能掌握整个的自动化系统，所以只摘取了酸洗线整个自动化系统中的出口段的一个比较独立的液压站系统来介绍
11、。出口液压站系统是酸洗线的一个重要的辅助系统，为出口段设备提供液压动力，出口段如果没有液压动力，就不能保证正常生产。所以选择了出口液压站来介绍，2 出口液压站总体方案设计为实现出口液压站的稳定运行，了解液压站系统，现对出口液压站进行了总体方案的设计21 液压系统特点概述安装、运行和都是完整的，包括所有要的附件。维修所需所有的系统每个系统包括：液压动力单元、阀台和阀路块每个动力单元包括：油箱单元、主泵单元、循环单元、蓄能器单元、回油过滤单元。规划液压站的基本设备布置如下图图1为出口液压站的基本设备布置图211油箱单元油箱，圆柱型或方型，带可视的液位指示器、液位传感器和高低液位开关、温度传感器和温
12、度开关、排泄阀、空气滤清器、备用接头、带限位开关的截止阀、接线盒、需用的法兰和内部管线。油箱的HLP容量不小于主泵公称流量的5倍4。由冷板厂制造的所有油箱用不锈钢板焊接而成，或用碳钢板，内表面涂漆对HLP介质，吸油管允许的油速是100，伺服阀控制油路的过滤精度5微米，比例阀控制油路的过滤精度10微米。3 控制系统设计一期酸洗线自动控制系统采用了二级配置，设置有L1级(基础自动化系统)、 L级(过程控制系统)。L1级为生产提供在线监控、管理和控制，并具有计算、存储、设定和执行功能。基础自动化系统通过ProfibusDP现场总线与仪表系统和现场设备进行通信、采集数据、控制现场设备。过程服务器将指令通过以太网传送到基础自动化系统，实现酸洗线生产过程的自动控制。过程控制系统，即L1 级计算机系统，配备有 1级过程控制服务器和设备控制服务器，即HMI服务器。HMI服务器与L1级过程服务器互为热备。LI 级主要用于控制和管理酸洗线上的产品，存储钢卷的原始数据和产品表；精确计算生产线上所有预设值，如张力、速度、辊的压力等。它还是操作员与工
