西门子模块6ES7315-2EH14-0AB0供应

西门子模块6ES7315-2EH14-0AB0供应

1.概述 

连铸是一个多变量、非线性、大滞后、具有较强耦合作用的复杂生产过程。在连铸过程中，铸坯的冷却凝固受控于与拉速有关的热传递变化，铸坯冷却过程由一冷控制和二冷控制两部分构成；一冷就是结晶器冷却，其中二冷分成多个冷却区，每个冷却区包括多个冷却回路。各回路的喷水控制，要根据拉坯速度、钢水过热度、钢种以及冷却水温度等工艺参数来决定各冷却回路的喷水量。本文着重本文介绍河北邢钢1#方坯连铸机冷却水控制系统的设计与实践。 

2.控制系统的硬件设计 

河北邢钢1#方坯连铸机是3机3流连铸机。冷却水控制系统配置3套SIEMENSS7-400 PLC系统，对没流的冷却水进行单控制。PLC系统，包括CPU模块、电源模块以及相应的输入、输出模块，CPU采用西门子S7-400系列CPU。每流的冷却水PLC系统包括主站、3个从站、现场总线和高速工业以太网。现场总线网络上共挂有3个从站，为：4.5米平台1#远程I/O从站、4.5米平台2#远程I/O从站，10米平台3#远程I/O从站；主站的高速工业以太网接入HMI人机界面系统的高速工业以太网，实现数据通讯。各从站控制柜安装在冷却水配水间附近，以节约电缆，实现自动化。 

3.软件配置及控制软件算法 

3.1系统软件配置 

计算机操作系统采用bbbbbbsXP中文操作系统。PLC控制系统开发软件采用西门子Step7V5.4编程软件。基础自动化的HMI监控系统开发采用西门子Wincc6.2开发版、运行版软件，Wincc6.2服务器及冗余选件。 

3.2冷却水控制软件典型算法 

提出程序模块化设计，将不同功能模块设计成小耦合度功能块FB，由相应的程序多次调用，使程序执行出错率降低，提高程序性；同时提高程序的可维修性，延长了程序生命周期。 

3.2.1插值算法 

在二冷水表处理方式上采用插值算法：定区间[a，b］上的实值函数f（x）在该区间上n＋1个互不相同点x0，x1……xn处的值是f[x0］，……f（xn），估算f（x）在[a，b］中某点的值。利用一功能块完成多张水表检索。 

3.2.2平滑PID算法 

PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器控制参数相互立，参数的选定简单有效等优点；在连铸冷却水多种控制方式切换上采用PID设定值自动跟踪测量值的平滑过渡，从而系统达到无扰切换，控制平稳过渡。 

4.控制功能 

冷却水PLC系统的功能是完成连铸机每流过程参数的设定和调节、参数和设备状态的监视、报警显示等。每流冷却水系统包括：结晶器冷却水、二冷水、设备闭路冷却水、设备开路水和切割粒化水。 

4.1结晶器冷却水控制 

结晶器冷却水量主要是考虑防止漏钢和减少铸坯表面缺陷。水量过大，铸坯会产生裂纹；水量过小，冷却能力不够，会使坯壳太薄造成拉漏。结晶器内水流速保把铜壁的热量带走，避免热积累而使铜壁温度升高。如果铜壁温度过100℃，就会有水的沸腾，铜板表面覆盖水气泡，并有水垢沉积，恶化结晶器传热。 

从结晶器下部进水管进入的水，以高速流过结晶器周围，把热量带走，从上部水管流出。进出水温度差一般为4～8℃，每个结晶器有宽面回水流量调节阀和窄面回水流量调节阀。每个回路的流量调节由冷却PLC控制。结晶器冷却水包括出入结晶器的温度（温差）、压力、流量测量以及阀位检测。 

回路控制方式如下： 

1）结晶器冷却水控制方式分手动和自动两种方式，在HMI画面上选择。 

2）手动方式下，PLC根据HMI上的调节阀设定开度值直接控制。 

3）自动方式下，PLC根据控制系统的设定流量值进行调节回路控制。 

4）手动关闭。铸机在维护模式下，在HMI画面上操作，可手动打开或关闭进水切断阀和回水切断阀。 

5）小流量设定控制。不论手动或自动方式，调节阀的设都不能小设定值。 

4.2二冷水控制 

二冷水的控制对铸坯均匀冷却，提高铸坯表面质量，减少温降,实现热送起着至关重要的作用。二冷水调试质量将直接影响系统控制精度,进而影响铸坯的质量。 

1#方坯连铸机二冷水分为5区，每区有宽面和窄面两个流量调节阀，共10个二冷水流量调节阀。每个回路的流量调节由冷却PLC控制。二冷水包括二冷水温度、压力、流量测量、二冷气压力测量以及阀位检测。二冷水控制方式包括L2、L1、操作员等自动方式。 

二冷回路控制方式为： 

1）二冷水控制方式分手动和自动两种方式，在HMI画面上选择。 

2）手动开度控制。在HMI画面上，选中HMI画面方式后，在HMI画面上可设定调节阀开度，PLC按设定值直接控制调节阀的开度，实现开环控制。 

3）自动控制。在HMI画面上，选中自动方式后，完成流量闭环调节控制功能。闭环回路通过调节调节阀的开度，使实际流量值与流量设定值保持一致。自动控制有三种模式：2级二冷动态模型（L2），1级水表（L1）和操作员设定（OP）。 

- 在L2模式下，各区调节阀的流量设定值由2级计算机提供。 

- 在L1模式下，各区调节阀的流量设定值由1级PLC根据1级水表和实际拉速计算得出，在HMI画面上可设定10个水表。 

- 在OP模式下，各区调节阀的流量设定值由操作员在HMI画面上手动输入。 

4.3气雾冷却的空气调节控制 

二冷气水混合冷却具有水流密度大、水滴雾化程度好、冷却面积大、铸坯表面温度波动范围小、冷却水用量少等优势，所以气雾混合水压动能控制十分必要。 

气雾冷却空气作用于二冷系统的2-5区，每区有宽面和窄面两个压力调节阀，共8个气雾冷却空气压力调节阀。各空气回路，配置空气压力检测。二冷空气控制方式包括L1级气表、操作员和手动方式。 

二冷空气控制方式如下： 

1）二冷气控制方式分手动和自动两种方式，在HMI画面上选择。 

2）手动开度控制。在HMI画面上，选中HMI画面方式后，在HMI画面上可设定调节阀开度，PLC按设定值直接控制调节阀的开度，实现开环控制。 

3）自动压力控制。在HMI画面上，选中自动方式后，实现压力闭环调节控制功能。闭环控制回路通过调节调节阀的开度，使实际压力与压力设定值保持一致。自动压力控制有两种模式：1级PLC（L1）设定和操作员设定（OP）。 

- 在L1设定模式下，压力设定值根据气表和相应冷却水实际水量计算得出。 

- 在OP模式下，压力设定值由操作人员在HMI画面输入。 

4.4设备闭路冷却水控制 

设备闭路水冷却设备包括:扇形段的辊道和框架冷却，拉矫单元的辊道和框架冷却，切割机冷却水。各回路冷却水回水流量由流量开关的监测，并由手阀进行调节。对各回路冷却水回水水温检测进行监测，并在HMI上显示流量低报警和温度高报警。 

4.5设备开路冷却水控制 

设备开路冷却水即设备外部冷却水，出坯区辊道外部冷却水的流量采用手阀调节。其水量采用流量开关进行流量监测。

5.结束语 

邢钢1#方坯连铸机冷却水控制系统于2011年5月投入生产,至今系统运行良好,自动投运率达**。铸坯的各项性能指标达到生产标准,满足用户要求。

找到的对象将以列表方式显示。 在左侧，列表显示已经找到的对象的名称。随后是关于已经找到的对象的面向对象类型的信息。
在错误定义中，它们包括： 名称、初始诊断地址、消息号(仅用于实例)、消息文本、文本源、初始值、监视状态、确认状态、确认、级、显示等级。
如果组态了的面向CPU的消息号，则将显示消息属性：消息类别、确认组和记录。
如果为消息组态了的面向项目的消息号，则将显示消息属性：消息类型。
对于带有可能不完整的组态的错误定义，它们是： 名称、原因、初始诊断地址、消息号、消息文本、监视和初始值采集。
对于其它错误定义，中包括： 名称、消息号和消息文本。
对于运动，中包括： 名称、组错误、画面编号和画面中的位置。
对于单元，中包括： 名称、组错误、确认、模式、模式选择、画面编号和画面中的位置。
对于模板，中包括： 名称、消息文本、文本源、初始值、监视状态、确认状态、确认、级和显示等级。
如果组态了的面向CPU的消息号，则将显示消息属性：消息类别、确认组和记录。
如果为消息组态了的面向项目的消息号，则将显示消息属性：消息类型。
此外，还将显示所找到的和所选择的对象的数目。
如何编辑对象
使用"编辑"按钮，可以从列表中选择一个或多个对象，并单击"编辑"按钮，对一个或多个对象进行编辑。 "编辑"对话框将打开。

如果仅选择了一个对象，则显示这个对象的属性值。 如果选择了多个对象，则属性值的显示取决于特定的数据类型：
选择所需对象进行编辑。 在此有多个选项：
选择一个或多个对象，然后单击"编辑"按钮。 根据是否选择了单元、动作或S7-PDIAG错误定义，对象的"编辑"对话框将打开。 可以在此改先前的设置。
还可以使用鼠标右键，通过上下文菜单打开"编辑"对话框以改设置。
如果仅选择了一个对象，可以通过上下文菜单或双击对象来显示对象属性，然后进行编辑。
如果已经选择了实例错误定义，则可以从上下文菜单显示和编辑相应的监视类型。
对于实例错误定义和其它错误定义，搜索结果还会针对搜索到的对象显示相应的消息编号，这就使其与显示设备上的消息关联起来。
在搜索带有可能不完整组态的错误定义时，会显示各种图标，并在相关上下文帮助信息中有所说明，按F1可以在对话框中打开上下文帮助信息。 这些图标将帮助您找到可能不完整的组态，必要时应解决组态不完整的原因。
 
退出"编辑"对话框时可使用"确定"来保存设置。

要求与概述
某些设备在处于工作状态时是不可以关闭的。例如，这可能是由于复杂的自动化过程或者重启动成本较高而造成的。因此，可能仍需要移除重组态。
通过CiR进行的热改变可允许在RUN模式下对组态执行某些修改。此操作将在短时间内中断处理。此时间段上限的预设缺省值为1s，如有必要，可改变此值。在中断期间，硬件输出将保持其后的值。
  注意
术语"CiR"代表"在RUN模式下组态"。本文档中，用来描述在RUN模式下改变系统组态的一种方法。该操作要求符合下面列出的条件。

有效范围
可在运行期改变包含分布式I/O的系统的组态。下图中所示的组态是此类过程的先决条件。为使您清晰地了解这一过程，我们的主题仅以单个DP主站系统和单个PA主站系统为基础。这一限制并不适用于实际过程。
硬件要求
为了能够通过CiR在RUN模式下修改系统组态，需要下列硬件配置：
从固件3.1.0起，使用S7-400标准CPU (CPU 412、CPU 414、CPU 416或CPU 417) ，或从固件3.1.0起使用处于单机模式的S7-400-H CPU (CPU 414-4H或CPU 417-4H)
如果要在操作期间用外部DP主站(扩充的CP 443-5)修改系统，则固件的版本为5.0。
如果要向ET 200M添加模块：从MLFB 6ES7 153-2BA00-0XB0起使用IM 153-2 或从MLFB 6ES7 153-2BB00-0XB0起使用IM 153-2FO 。此外，还安装带有源总线单元的ET 200M，并为计划内扩展提供足够的空间。不能将ET 200M作为DPV0从站使用(通过GSD文件)。
如果要为ET 200iSP添加电子模块，请安装带保留模块的ET 200iSP。随后可用电子模块在将来替换保留模块。
如果要添加完整的站：提供相应的总线连接器、中继器等。
如果要添加PA从站(现场设备)：在相应DP/PA-bbbb中，从MLFB 6ES7 157-0AA82-0XA00使用IM157。
不能使用机架CR2。
对于要在操作期间通过CiR修改系统的站，不允许使用下列一个或多个模块：CP 444、IM 467。
无多值计算
  注意
可以任意组合组件，无论它们是否支持通过CiR修改系统。但却只能对支持CiR的组件改系统设置。

组态要求
对于要在RUN模式下通过CiR修改的DP主站系统，不能恒定总线周期时间。
如果要添加PA从站(现场设备)，在DPV1模式下操作DP主站。这种情况下，不能使用IM 157作为DPV0从站。
无论是否有权选择将组态数据保存在模块本身或是CPU中，都为此站内的所有模块选择CPU上的存储器。
软件要求
要启用CiR，用户程序满足下列要求：程序中不得包含能)将CPU切换到STOP模式的因素，例如站故障或模块错误。
CPU上具备下列OB：
硬件中断OB (OB 40到OB 47)
时OB (OB 80)
诊断中断OB (OB 82)
删除/插入OB (OB 83)
程序运行错误OB (OB 85)
模块机架错误OB (OB 86)
I/O访问错误OB (OB 122)
  注意
PCS7始终满足这些要求。

允许的组态改变概述
此处介绍的过程支持对PLC进行下列修改：
通过模块化ET200M DP从站添加模块，倘若还未将其当做DPV0从站使用(通过GSD文件)。
重新组态ET200M模块，例如选择其它中断限制或选择利用先前未使用的通道
用未来的ET 200iSP电子模块替换保留模块
重新组态ET 200iSP模块
向现有DP主站系统添加DP从站
向现有PA主站系统添加PA从站(现场设备)
添加IM157的DP/PA下游耦合器
向现有DP主站系统添加DP/PA链接器(包括PA主站系统)
将扩展模块分配给过程映像分区
将现有模块或紧凑型从站分配给过程映像分区
修改现有模块或紧凑型从站的过程映像分区分配
将新参数分配给安装在ET 200M站中的模块(标准操作中的标准模块和容错信号模块)。
撤消改：可再次删除已添加的模块、接口、DP从站和PA从站(现场设备)。
  注意
多只能为四个DP主站系统添加或删除从站/模块，或者修改过程映像分区中的现有分配。

除非明确允许(如上所述)，RUN模式下所有的系统改都是不允许的，本文档将不做进一步论述。例如，此类操作有：
修改CPU属性
修改插在CPU机架中的模块的属性
添加和删除DP主站系统
修改现有DP主站系统的属性，包括总线参数。
在模式下重新组态故障信号模块。
修改下列DP从站参数：总线地址、DP主站的分配、参数分配数据、诊断地址
关于如何从模块化DP从站中删除模块，请参见撤消改。
关于如何从现有的DP主站系统中删除DP从站，请对照撤消改。
重新组态I从站接口。
改变从站的同步/冻结组分配
有关在RUN模式下通过CiR改系统的建议
下面是有关在RUN模式下改系统组态的提示。
改设置后，确保备份当前系统组态。这是保证进一步编辑项目而又不丢失CiR功能的途径。
尽可能分几步进行重新组态，在每一步中仅做很少的改。这种方法能帮助您清楚地了解当前总体状况。
要使CiR同步时间(参见RUN模式下CPU对组态下载的响应尽可能短，建议在每个重组态步骤中仅对一个DP主站系统作出改。)
基础
概述
在运行期间，对系统的修改基于在进行PLC硬件扩展时在初始组态中所作的规定。应定义一些适当的CiR兼容单元，稍后这些单元可以在RUN模式下用实际对象(从站和/或模块)逐步替换。然后，即可在运行期间将修改过的组态下载至CPU。