鋼管公端磷化裝置系統(tǒng)應用范文

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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)由基礎自動化控制系統(tǒng)以及計算機控制系統(tǒng)組成?；A控制系統(tǒng)是基于Profibus-DP總線的CPU控制[2]，主要實現(xiàn)快速控制以及工藝的連鎖。計算機控制系統(tǒng)由HMI等外設組成，主要用于工藝參數(shù)的管理、保存和現(xiàn)場監(jiān)控。整套磷化設備控制系統(tǒng)包括PLC、變頻器、現(xiàn)場傳感器、HMI，如圖1所示。

2PLC在控制系統(tǒng)中的應用

2.1PLC系統(tǒng)組成PLC控制系統(tǒng)采用西門子S7-300系列PLC，CPU型號為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)場傳感器、啟動停止、急停、報警等輸入信號；輸出模塊用于驅(qū)動鏈床、擺動托輥等現(xiàn)場設備。模擬量輸入模塊用于采集水槽內(nèi)測溫元件反饋的模擬量信號。

2.2控制系統(tǒng)程序該控制系統(tǒng)利用Step7軟件進行程序的開發(fā)，采用模塊化設計，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個模塊組成。程序模塊主要功能如下：（1）主程序：實現(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：實現(xiàn)對鋼管公端進行磷化加工；（4）出料控制子程序：實現(xiàn)將加工完成的鋼管運送離開設備，系統(tǒng)控制流程見圖2。如圖2所示，鋼管進入鏈床后安裝在鏈床旋轉(zhuǎn)軸上的上料傳感器會發(fā)生感應，并發(fā)出信號給PLC。PLC采集到信號并根據(jù)圖3程序中計數(shù)器設置的參數(shù)，以控制進料鋼管的數(shù)量。當數(shù)量達到設定值時，鏈床停止運行，PLC控制托起裝置與擺動托輥運行，將鋼管公端浸入加工槽內(nèi)進行加工，待到規(guī)定時間后，將鋼管放回鏈床，此時PLC檢測到現(xiàn)場傳感器發(fā)出的托起裝置回歸原位的信號，控制鏈床繼續(xù)運行，將鋼管運送至二號加工槽待料位，同時將新的鋼管運送至一號加工槽待料位。如此反復循環(huán)運行，每根鋼管需經(jīng)過6次加工，整個加工過程完成。

3計算機控制系統(tǒng)

磷化裝置的計算機控制系統(tǒng)由西門子TP700HMI組成，根據(jù)磷化工藝要求，在HMI上具有鋼管數(shù)量設定、加工工藝時間設定以及檢測元件的監(jiān)控等功能。磷化裝置每次需上料的鋼管數(shù)量以及加工時間在HMI上進行設置。按照現(xiàn)場加工槽的尺寸，每個加工槽一次可對3根鋼管進行加工，加工時間不少于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可對現(xiàn)場加工槽內(nèi)溫度、加工完成鋼管數(shù)量進行監(jiān)控，以便操作人員更好地了解情況。

4小結

為改善傳統(tǒng)磷化裝置人員操作時的不利條件，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)操作簡便，實現(xiàn)了對該裝置的自動化控制，大大提高了工作效率。目前該控制系統(tǒng)現(xiàn)已得到成功應用，取得了良好的經(jīng)濟效益。

作者：菅宸龍?zhí)茷I單位：天津賽瑞機器設備有限公司