不锈钢职工培训教材电气行车部分1s7.docx

1、不锈钢职工培训教材电气行车部分1s7目录目录 13.6/2、行车电气介绍 23.6.5，热轧厂行车布局与电控形式及装置配置 23.6.5.1，简述 23.6.5.2，热轧厂行车的布局 23.5.6.3，基本的行车电控系统单线图： 23.6.5.4，供电电源介绍 33.6.5.5，传动方式 43.6.5.6，控制方式 43.6.5.7，操作形式 43.6.5.8，保护开关 43.6.5.9，司机室电控形式 53.6.5.10，系统配置 53.6.6，S7300PLC及远程I/O接口 53.6.6.1，关于S7300 53.6.6.2，一般的基本结构 63.6.6.3， I/O远程从站ET200

2、73.6.6.4，其他功能模块 73.6.6.5，编程器及程序 73.6.7，OP面板的功能 103.6.8，变频器及可控硅定子调压调速装置 103.6.8.1，异步电动机的机械特性 103.6.8.2，转子串电阻的调速 133.6.8.3，改变定子电压调速 133.6.8.4，变频调速 143.6.8.5，原理图简介 153.6/2、行车电气介绍3.6.5，热轧厂行车布局与电控形式及装置配置3.6.5.1，简述行车在热轧厂的生产中,职责重大,任务繁重。从板坯库。加热炉起,直至钢卷库,如果行驶一旦中断，将会使整个生产线处于瘫痪状况。所以，行车的合理布局、互相协调,高品质的设备性能和先进的可靠的

3、操作界面, 良好的操作员工、维护员工的素责, 是现代工厂自动化生产线空中运输的有力保障。 基于此,热轧厂行车配备了先进的电气控制系统和高品质的器件,其中主部件多为引进产品，使行车的装备达到了国内领先水平。同时，也对应用人员提出了较高的要求。 3.6.5.2，热轧厂行车的布局 区域吨位加热炉加热炉板坯库主轧区主轧区主电室磨锟间磨锟间磨锟间钢卷库钢卷库单计100/25211470/202250/10112301651220112总计223.5.6.3，基本的行车电控系统单线图： 3.6.5.4，供电电源介绍 供电进线电源为：三相三线再加一根接地保护线AC380(100%)、50HZ(+0.5,-1

4、.0)。 电压等级为:动力及制动回路电压:AC380；控制电源:AC220v ；检修电源AC220v、AC380v、AC36v。 照明检修电源,PLC电源,通过隔离变压器变压。 大车滑触线采用钢体或安全型滑触线,小车采用悬挂扁电缆滑行方式。加热炉、板坯库选用刚体型滑触线，主轧线、磨辊间、钢卷库选用安全型滑触线。 主进线开关分断能力50KH。 关于系统及设备接地问题 按接地方式分类的系统,一般有5种类型:TNS系统 IT系统 TN-系统 TT系统 TN-C-S系统 TNS系统TNS系统,称为五线制系统,即三根相线A、B、C，一根中线性N及一根保护线PE,仅电线系统一点接地,用电设备的外露可导电部

5、分接到PE线上。热轧行车系统采用TNS系统方式,但只将三相及一根保护线PE作为电源进线。用以照明,控制电源通过隔离变压器实现。该系统PE线上正常工作时不呈现电流,设备外露可导电部分不呈现接地电压,同时，事故时容易切断电源,保证开关分断,安全性高。另外，该接地系统具备较强的电磁适应性。1.4.2，开关分断能力开关分断能力是指断路器在线路短路状态下,切断电流的能力,此时短路电流大小取决回路中的导线阻值和供电变压器阻抗。热轧厂行车要求进线断路器分断能力50KA。3.6.5.5，传动方式20吨行车采用传统的调速控制形式,即三相异步电机转子串接电阻的方式；30吨以上行车,采用先进的全数字控制系统,其中：

6、 主副起升机构采用全数字式可控硅定子调压调速控制系统,并且进行转速闭环,测速装置选用脉冲编码器。系统可设置多种保护。 大、小行车运行控制采用全数字式变频调速装置,通过输出频率的改变,达到转速控制。3.6.5.6，控制方式加热炉20吨为继电器逻辑控制形式，磨棍间20吨为遥控装置控制形式。30吨及以上规格的行车选用可编程序控制器,对所有的操作信号、位置信号等通过PLC运算后,执行各项控制。设远程I/O。设人机界面(OP面板),作为故障显示、运行状态监视。3.6.5.7，操作形式 采用联动台控制形式,主令控制器进行操作,右手控制主。副起升机构,左手控制大小行车运行,大车左右方向运行,小车前后方向运行

7、。 各机构主令开关设四档:10%。30%。50%。100%3.6.5.8，保护开关 设置旋转限位开关,具有上。下终点限位和预限位信号。 设置重锤限位开关。 起升预限位信号发出,起升速度限速至10%预定转速。 设置超出限制器。 设置小车预减速。停止限位,安装端梁两侧。 设置大车预减速。停止限位,安装厂房端头。 设置防碰撞装置,具备声光报警及预减速功能。3.6.5.9，司机室电控形式 设置总电源钥匙开关,蘑菇钮紧停开关。该两开关由外部机电回路机构,不通过PLC，以确保安全。设置阀限位、总电源过流、超速、欠压、起升下降限位等故障显示,防碰撞装置及超载限制设声光报警,所有故障显示进入OP面板。 司机室

8、与电器室、小车配置有线通讯装置,与地面具备通讯功能,OP面板主要故障亦用指示灯显示。 板坯库,钢卷的各6部行车具备自动定位功能。 司机室底部设置司机在席指示灯：红灯为在席,绿灯为不在席。 关于操作按钮、指示灯的颜色规定:指示灯:红开、绿停；按钮:绿合、红开。带灯按钮:红开、绿停；复位钮(故障):黄 照明与检修电源,均通过隔离变压器。3.6.5.10，系统配置 主起升、副起升(20吨除外)电控装置选用西门子6SG70系列。 大小车电控装置选用西门子6SE70系列。 PLC选用西门子S7300系列,从站为ET200系列。 电机,其中100吨4台的主起升电机,功率100KW,为西门子进口电机。 监控

9、屏,为西门子OP面板。3.6.6，S7300PLC及远程I/O接口传统的行车控制系统，其操作继电、信号的控制,均通过各类继电器,由电线连接成各种工艺要求的电路。这种电路存在着线路繁杂，器件损耗量大，相应故障频繁的问题。采用PLC程序控制以后,线路得以简化,连接线大量减少,系统稳定性好,并可增设各种实际需要的自动化控制功能,设备性能得到较大的提高。对于维护人员来说,其技术水平则需提高到相应的层次,才能胜任该项工作。3.6.6.1，关于S7300可编程序控制器,简称PLC或PC,是一种自动化控制领域里广泛应用的,内含CPU运行器，可按PLC所允许的编程语言,如梯形逻辑、功能块图、语句表等形式根据实

10、际控制要求,进行编程,实现各项逻辑运行功能、控制要求的电器件。按其不同控制功能与容量大小,可分成许多种类。S7300是一种模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。结构上采用分散式模块化形式，可根据不同的控制要求,选用不同的模块,进行组合,当任务规模扩大并且急加复杂时可随时使用附加模块对PLC进行扩展。3.6.6.2，一般的基本结构 基本配置形式: 电源6ES7307输入电压:120/230VAC,一个带保护罩的开关可用来选用120VAC或230VAC。系统选用6ES7307作为S7300的电源模块,主要提供PLC的工作电源,输出电压为直流24V，通过连接器连接到CPU或IM365上。同

11、时亦可为PLC的传感器及执行元件供电。系统选用有5A、10A两种规格。 CPU315-6ES73156ES7315是具有中到大容量器程序存储器和大规模I/O配置,可通过PROFIBUSDP进行分布或配置的CPU。其主要特点为，丰富的指令：二进制逻辑、括号指令，结果赋值，存储，计数，装载，传输，比较，移位，循环，产生补码，块调用,定点运算和浮点运算功能，跳转功能。站数设置：可挂32个。通讯功能：编程器/OP通讯;全局数码通讯;标准通讯;扩展通讯。 与编程器的连接通过COU的MPI接口 灵活的扩展能力主机最多可配置8块功能模块,大于8块时,可置IM扩展接口模块再行扩展，热轧厂100吨行车即有IM3

12、65扩展模块,使主站的PLC功能模块(主要为数字式输入输出模块)配置达到所需要求。 状态和出错LED指示内部和外部出错信息和运行状态,如运行(RUN)停止(STOP),再启动，测试等。 IM接口模块IM接口模块用于扩展,通讯等连接用IM365接口模块,用于一个中央机架和一个扩展机架的配置。每一IM365有两大模块，之一插入中央机架CR,之二插入扩展机架ER，模块通过固定的1米长连接电缆连接。IM315接口模块作ET200远程I/O的通讯连接用。 数字式输入输出模块输入模块选用6ES7321FF02OAAO,该模块输入点数8点,每2点1组,信号输入电源,AC220V。采用AC220V电源的目的再

13、于减少系统线路上的干扰及指令、继电等接点的接触不良现象,提高系统的可靠性。对于行车这类带动电器柜一起处于运动状态的设备,输入口选用AC220V等级,作用较为明显。输出模块选用6ES7322BH010AA0。该模块输出形式为晶体管开关形式,可通过PC24V。为可靠起见,外部通过PC24V中进行转换。3.6.6.3， I/O远程从站ET200对于同一控制系统中,处于不同整电器点,而控制器件及控制信号又相对集中的情况，设置I/O远程器,是较为优选的方法。通过通讯方式由主机控制远程I/O,可省却大量电缆连接线。系统选用IM153接口模块,采用PROFIBUSDP通讯形式进行主从站数据传输。3.6.6.

14、4，其他功能模块7300,可使用的功能模块相当丰富,如高速计数模块,闭环控制模块,(温控压力控制与流量控制),模拟量输入输出模块等等。3.6.6.5，编程器及程序S7300可用专用编程器或专用编程软件通过计算机进行,然后通过S7300CPU模块上的MPI多点接口写入存储器中。热轧厂行车采用专用编程软件STEP7。STEP7基本软件介绍 应用STEP7基本软件是用于SIMATICS7、SIMATICM7和SIMATICC7可编程序控制器的标准工具，对自动化工程各方面具有友好的用户功能： 硬件的配置和参数设置 通讯的定义 编程 测试、启动和维护 文件、建档 操作诊断功能 结构STEP7基本软件为用

15、户实施自动化工程提供各种不同的工具： SIMMTIC管理器用于集中管理，可以方便地浏览SIMMTICS7、SIMATICC7和SIMATICM7的所有工具软件和数据。 符号编辑器用于定义符号名称、数据类型和全局变量的注释 硬件配置用于对自动化系统进行配置和对各种模块进行参数设置 功能 STEP7程序块STEP7将所有用户编写的程序和程序所需的数据放置块中。在一个块内或块之间类似子程序的调用，使用户程序结构化成为可能。这将显著增加PLC程序的组织透明性，可理解性和易维护性。 块的介绍 组织块（OB）：用于控制程序的运行，OB按触发事件分成几个及级别（时间驱动，中断驱动）。这些级别有不同的优选权，

16、一个可以中断另一个。 功能块（FB）：包括实际的用户程序。每次调用功能块时（每次调用叫做一个事件），可提供各类数据给功能块。 功能块（FC）：包括常用的功能程序。每一个功能有一固定的功能值。 功能块（DB）：储存用户数据的数据区。 系统功能块（SFB）集中到CPU的操作系统中的功能块。 系统数据块（SDB）包含系统设定植如硬件模块参数在内的用于CPU操作系统的数据。 符号编辑器：利用符号编辑器工具管理所有全局变量。 硬件配置硬件配置工具用于对自动化过程中使用的硬件进行配置和参数设置，如下功能可供使用 自动化系统的配置：从电子目录中选择硬件模块机架，并将所选模块分配给机架中期望的插槽。 分布式I

17、/O的配置和分布式I/O的配置。 CPU的参数设置，属性等。 硬件模块的参数设置。 功能模块（FM）和通讯处理器（CP）参数设置。 系统诊断：系统诊断为用户提供自动化系统的状态的概况。 通讯组态： 连接的组态和显示， 通过MPI进行的有时间驱动的循环数据传诵。 事件驱动的数据。 编程语言；编程可选用梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）。编辑器提供如下功能： 直观并且容易输入：梯形图/功能块图的编写是以方便用户的功能为特征的，例如，拖放功能，复制和粘贴功能程序库中有现成的复杂功能（例如PID控制器）或用户自己的标准方案。 指令集： 二进制逻辑 定时器/计数器 比较功能 变换功能

18、 移位/循环移位 数字函数：包括三角函数、指数函数、对数函数 程序控制（分支、分支分配器、调用、主控继电器 一般的使用步骤 安装和授权第一次使用STEP7时,要进行安装并授权从磁盘传至硬盘 设计系统的控制器在使用STEP7之前,设计系统的自动化解决方案。将过程分割为单个任务以生成一个组态图表 设计程序结构STEP7中可用的块将控制器设计草案中所描过的任务转化程序结构。 启动STEP7从Wmdows 95/98/NT用户界面启动STEP7 创建一个项目结构项目就象一个文件夹,所有数据以分层的结构存于其中,任何时候都可使用。 组态一个站即指定所使用的编程控制器,另S73OO 组态硬件即在组态表中指

19、定所要使用的模块以及在程序中以什么样的地址来访问这些模块。 组态网络和通讯连接通讯的基础是预先组态网络。创建一个自动化网络所需要的子网,设置网络特性, 设置网络特性连接及任何连网所需要的通讯连接。 下载程序到可编程序控制器完成所有的组态、参数赋值和编程任务后,可以下载整个用户程序或其中的单个块到可编程序控制器。 监视操作，诊断硬件通过显示一个模块的在线信息可以断定模块故障的原因。在诊断缓存区和堆栈内容的帮助下可以判定用户程序处理中错误的原因。还可以检查一个用户程序是否可以在一个特定的CPU上运行。3.6.7，OP面板的功能 OP 面板作为PLC的终端，是一种可进行监视操作，设置参数用的小型人机

20、界面。 热轧厂行车上的OP面板，目前仅作为信号监控用，主要综合行车的运行状态，故障信号等。由于传动部分没有与PLC构成网络通讯，故PLC所集中的仅为一些开关量信号。PLC对一些信号进行逻辑运算后，将需要发送的信息通过OP面板的液晶屏予以显示。 OP面板通过面板上的功能键来读取或写入各种数字。 OP面板需通过ProTooL/lite V5组态软件进行编程。行车用OP7提供给用户如下功能： 显示过程变量 操作和故障信息的组织和编辑 信息中的日期、时间和变量 定义信息优先权 采集显示中的过程数据 组态用以控制显示和功能软件 用系统键入字母数字设定点。 在S5和S7的组合中，变量的监视和更改 语言选择 配方管理 信息、显示等文本信息 触发的PLC的任务 PLC控制功能