6ES7222-1BF22-0XA8质量保障
ILC 150ETH嵌入式控制装置是一种为小型控制系统的用户提供的信息技术装置和通用的通信方案。这种控制装置支持菲尼克斯公司的在线输入/输出程序，是一种结构紧凑的可以用于存储器可编程系统（SPS）的以太网控制装置。该控制装置配备了高性能的PCWorx 自动化软件。
如今的机械装置对自动化技术提出了很高的要求。控制装置作为基础设备应该具备的性能有：对状态变化的快速反应、周期时间短、与生产网络的紧密结合以及和其他存储器可编程控制装置的横向通信联络等。在家用和休闲领域中有着将越来越多的IT功能结合到一个设备中的发展趋势，这也越来越成为自动化技术的一个特点。
图1 ILC 150 ETH嵌入式控制装置
与以太网联网的生产设备和上置的ERP（企业资源规划）系统是现在应用的IT技术的实例。为此需要有一个高性能的硬件，在小型控制方面也是如此。对价格合理的带有以太网接口的产品以及配套的软件有着广泛的需求。
菲尼克斯电气公司提供的ILC 150ETH嵌入式控制装置（图1）是一种结构紧凑的高性能的小型控制装置。该设备具有采用Embos实时操作系统进行工作的Altera公司的Nios-II芯片装置，在二进制处理和文字处理方面以及更复杂的自动化操作方面有着足够的计算能力可以利用。使用自动化软件PCWorx进行编程。
ILC 150ETH控制装置可以为任何应用情况提供一种可优化自动化过程的佳的自动化方案。这种ILC 150ETH小型存储器可编程（SPS）装置可以用于小型应用的中央控制装置，也可以用于较大的自动化操作的分散方案。分散控制的较小的程序可以更容易全面掌握，并且不太容易发生错误。由于其复杂性较小而可以较快地制作出来。在开工投产阶段所试验的设备可以更快地和整套装置配合，在维修时的修理时间也明显地大大缩短。如果控制装置和一个可以广泛选择传感器、致动器及人机接口（HMI-HumanMachine Interface）连接方式的工程设计系统相结合，就总是可以好地解决控制问题。这些设备应当能够尽量简单地互相组合。并且和人机接口的连接也必须要尽量地具有直观及经济的功能性，尽量采用“即插即用”（Plug&Play）的方式。
硬件可以根据输入/输出的要求进行扩展
ILC 150ETH小型控制装置由于具有一体化的接口，可以支持菲尼克斯电气公司的在线安装系统，这种系统可以实现输入输出的简单的并列式排列（图2）。所有可以想到的传感器和致动器的接口，包括数字和模拟的输入输出、功能端子以及用于控制和调节的接口全都具备。为了实现其他分散设备的一体化，除了以太网的连接之外，还有一个互联总线（Interbus）接口。
因为菲尼克斯电气公司的操作设备和控制装置普遍地支持以太网接口，ILC 150ETH装置可以使用“即插即用”的方式和人机接口连接。这样，操作设备可以用简单的方式实现和控制装置也位于其中的以太网网络的一体化。就可以实现从现场层面通过操作层面直到工艺过程主控系统或ERP（企业资源规划）系统的通信联络。
通过标准的人机接口进行机器操作和操作数据的采集只是一种可能性。在控制装置上使用万维网服务器（Web-Server）就更加方便。在自动化技术中好使用IT业界的现行通用的一些协议和技术，例如FTP（FileTransfer Protocol文件传输协议）或者 HTTP（Hypertext TransferProtocol超文本传输协议）等。这样，ILC 150 ETH装置就具有一个万维网服务器和一个FTP服务器。通过使用用户的组件，控制装置也可以起到FTP客户的作用。这样可以使用FTP存取功能通过标准化的bbbbbbs机制将数据存放在控制装置上或者将其上传。
使用万维网服务器（Web-Server）和标准的网页浏览器可以实现机器操作和可视化的成本合理的解决方案，这种方案无需受到本地装置应用的限制。
图2 在线安装系统可以实现输入输出的简单并列式排列
为了显示可视化的网页，只需要一个具有Java支持功能的标准浏览器即可。通过一个可以简单操作的工具软件制作网页。因为这个工具软件可以直接和控制装置的软件PCWorx进行数据连接，可以避免数据点的输入错误，提高了方便性。
除了高性能和许多一体化的功能以外，ILC 150ETH小型控制装置还可以提供许多有意义的通信可能性。使用这种小型控制装置几乎可以利用所有现在通行的通信方法。通过使用透明的组件TCP（TransmissionControl Protocol传输控制协议）和 UDP（User DatagramProtocol用户数据报协议）可以做到这一点。任何协议，如Modbus TCP或 Bacnet（BuildingAutomation and ControlNetworks建筑物自动化和控制网络）都可以通过这一类的用户组件进行编程，可以在SQL（结构化查询语言）数据库里进行直接存
背景介绍
火电厂的输煤系统是辅机系统的一个重要组成部分，是保证火电厂稳定可靠运行的重要因素之一。一个高可靠性和灵活性的燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证，其运行的好坏直接影响到电厂的安全运行。
输煤系统主要承担从煤源至储煤场，再由储煤场到主机煤仓，或者直接到主机煤仓的备煤和上煤任务。火电厂输煤程控系统主要控制的对象包括：给煤机、三通挡板、皮带机、碎煤机、除铁器、犁式卸煤器等设备。
输煤系统的特点：
1、 输煤系统设备较多，相互连锁繁杂
2、 控制过程具有很强的时序性
3、 现场环境恶劣，粉尘、潮湿、振动、噪声、电磁干扰都比较严重，给电气设备运行及检修都带来不便
4、 整个系统控制分散，覆盖距离远
解决方案:
大部分输煤程控系统都是由PLC来实现的。考虑到电厂的输煤程控控制对象比较分散，在码头、煤厂、原煤仓及运煤配电间等处设置远程I/O站。由于火电厂输煤系统运行条件恶劣，各类干扰信号较多，集中控制系统与远程I/O站间的通讯建议采用光缆。
监控系统功能：
1、 按工艺流程实现程序起停控制（逆煤流起动、顺煤流停机）。
2、 能根据煤仓的粉位情况，自动启停输煤线路
3、 输煤除尘系统和除铁器的程序起停和联锁控制。
4、 事故联锁自动停机。
5、 原煤仓的自动配煤、手动配煤及就地配煤。程序配煤具有优先配煤、顺序配煤、余煤配煤等方式。
6、 能自动辨别煤中的杂物自动报警、及时发现断煤及皮带断裂等事故隐患。
7、 记录重要历史数据，显示实时趋势曲线
8、 现场设备运行工况显示，事故音响报警。
9、 输煤设备电流检测及模拟量越限报警。
10、 原煤仓上煤量的分炉计算，上煤系统统计报表。
11、 检修仓和尾仓设定功能。系统具备设备检修状态设定功能，被设定为检修状态的设备自动禁止投入运行。
方案特点
1、 采用集散型结构，开放性好、易于扩展、性能稳定可靠。
2、 网络采用标准的工业以太网、远程I／O，双缆冗余通信，安全性高。
3、 上位机双机热备形式，可靠性好。
4、 计算机监控管理功能强大、实时采集显示运行工况及有关数据，画面逼真，动感强。
5、 灵活调整工艺参数
6、 人机界面友好，容易掌握
7、 完善的数据库功能，方便查询历史数据、追溯报警状态
8、 标准通讯网络接口（工业以太网、Profibus等），便于接入用户网络
摘 要
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介绍了新钢一线厂30飞剪的PLC控制过程，及其失控制现状，分析了与电气故障有关的各种失控原因，并分别提出了相应的解决办法，提高了飞剪的作业率。
关键词
30飞剪；PLC控制；失控现象；原因分析；解决措施
30飞剪对从中轧14#架出来进入精轧机的红钢进行切头切尾及精轧堆钢时碎断红钢，对红钢在
精轧的顺利轧制起着重要作用。30飞剪失控所造成的堆钢及碎断影响轧制节奏，造成坯料的浪费，对轧钢的成材率有较大的影响。有必要对30飞剪的失控原因进行分析，并提出解决办法。
1 30飞剪PLC的控制过程
1.1 30飞剪梯形图
30飞剪采用FX2—80MR型PLC控制，用于对红钢的切头切尾及碎断，PLC控制梯形图如园1所示。其中：X3为飞剪前光电信号，X23为刀片剪钢后限位信号，X24为刀片剪完钢后停止位限位信号，X25为手动切头信号，X30为自动切头尾信号，Y0为离合器启动电磁阀，Y1为离合器制动电磁阀。
1.2 PLC控制过程
飞剪剪钢时，因惯性要先制动离合器，再启动离合器，其时差不大于1秒，否则剪钢时刹不住车，造成连剪。
（1） 自动切头在有钢通过飞剪前光电管时，光电信号X3导通，飞剪离合器制动电磁阀Y1导通，延时0.11秒后飞剪离合器启动电磁阀Y0导通，飞剪切头。刀片的旋转使得刀片限位X23X24先后导通瞬时（其时间为感应铁片通过限位的时间），PLC内部继电器M23 M24也先后导通并自保，使得离合器电磁阀Y0Y1先后断开，为下一次剪钢作准备。刀片限位X23 X24通过内部继电器M23M24来控制一根钢通过飞剪时只剪切一次钢头（尾）。手动切头则与光电信号X3无关。
飞剪自动切尾与自动切头基本相同，只是切尾是在飞剪前光电信号X3断开后延时0.21秒后切尾。
（2） 飞剪连剪其操作方式有两种，一种自动方式是在全线自动时，若有轧机跳闸、夹送辊吐丝机跳闸及轧机内堆钢、轧机夹送辊间堆钢信号且飞剪前有钢，光电信号X3导通时，形成连剪信号（M0导通），飞剪连剪。另一种手动方式是在手动连剪信号X35或手动卡断剪信号X36导通时，飞剪前来钢，光电信号X3导通时飞剪连剪。
2 30飞剪失控的现状及其原因分析
目前30飞剪失控与电气故障有关的主要有以下几类：飞剪不切、飞剪连剪、飞剪中间剪切、飞剪封门等。针对飞剪失控的现状，分别分析其原因如下：
（1） 飞剪不切如果手动制动、启动离合器气动电磁阀能切，则可判定为电气上的故障。可能原因：飞剪前光电管X3及其继电器坏或光电管对位不准、气动电磁阀线圈坏、输出中间继电器坏等。
（2） 飞剪连剪如果飞剪刹车片完好，则可判定为电气故障。可能原因：接近开关（限位）松动或损坏、限位盘（感应铁片）松动、轧机后光电管X7及其继电器坏或光电管对位不准。
（3） 飞剪中间剪切飞剪在红钢中间剪切主要是电气故障。可能原因：飞剪前光电管X3对位不准及红钢抖动、光电管（继电器）坏、光电继电器触点接触不好等。
（4） 飞剪封门 若气压正常，机械方面刹车片、气动电磁阀完好的情况下，有可能接近开关（限位）X23X24松动或损坏、限位盘（感应铁片）松动，飞剪剪切后，刀片停位不好，造成飞剪封门。
3 解决措施
从以上各种失控原因分析，可看出若系元器件损坏引起，只能靠及时更换，减少故障时间。如限位盘松动、光电管对位不准等原因引起，则只能靠加强点巡检，减少人为故障。光电信号抖动及限位开关性能不好是引起飞剪连剪、中间剪切、封门等的主要原因，解决飞剪失控的办法，主要从电气设计不合理、PLC程序编制不合理等方面着手改进。
3.1 针对光电信号抖动造成飞剪中间剪切，解决办法可以从改进PLC编程及改装光电继电器触点两方面着手解决。
（1）对光电信号抖动，可以在原PLC程序中加入防抖程序（如图2所示），将M100、M101、M102常开点分别代替原程序中的飞剪前光电信号X3、轧机前光电信号X6、轧机后光电信号X7的常开点。在红钢抖动（光电信号X3、X6、X7，瞬时断开1秒内），不影响PLC对飞剪的控制。因为进精轧区的两根钢间隔时间较短，故抖动时间设置不能太长，据现场实际整定为1秒。
（2）为保证光电信号的检测准确可靠，可将现有的光电继电器的触点进行改装，具体如下：将三副常开触点并在一起，引出至接线端，改变现有的一个继电器只用一副常开点，提高了光电输入信号的可靠性，从而降低飞剪失控的发生。
3.2 针对接近开关（限位）X23X24的故障引起的连剪及封门，解决办法可以从改变接近开关（限位）接入PLC输入端及用编程器监控限位的工作状态两方面着手解决。
（1） 现有刀片剪毕位限位X23 刀片剪毕停止位限位X24接入PLC的普通输入端，因飞剪剪切速度（限位盘转动）快，当限位X23X24性能不好或限位距感应铁片位置稍远时，PLC有可能接收不到限位的输入信号。为了确保PLC能可靠地接收限位信号，需将限位X23X24由普通输入端改接为高速输入端X0 X2（其输入频率为10KHZ），确保限位信号输入PLC 可靠而不丢失。
（2）充分利用编程器的监控功能，对输入PLC的限位信号进行监控。按编程器的“MNT/TEST”键，使编程器处在监控M工作方式下，对限位输入信号（也可对光电输入信号）进行监控，及时准确地对限位（接近开关）性能的好坏做出判定，对性能不好的接近开关，可作预测，及时发现隐患，便于在故障发生前处理隐患，减少飞剪连剪及封门故障。
3.3改变飞剪电机（由变频器调速）的转速即可改变剪切速度，可适当调节切头切尾的长度。这对于调整因气压不稳而导致的切头切尾长度的同步变化非常有效。
（1） 当切头长度变长，切尾长度变短，可适当升高变频器的运行频率，使飞剪剪切速度加快，从而减短切头长度，加长切尾长度。
（2） 当切头长度变短，切尾长度变长，可适当降低变频器运行频率，使飞剪剪切速度降低，从而加长切头长度，减短切尾长度。
4 结束语
通过以上几项改进措施，基本上可以使电气设计上的不合理及PLC程序上的不足所造成的30飞剪失控现象消除，大大提高30飞剪的作业率。减少30飞剪失控所造成的堆钢及碎断，提高了成材率。但一些元器作损坏、自然及人为因素（如光电管没对准而检测不到红钢信号）所造成的失控，仍需靠加强点巡检及各方面的配合才能减少。