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连铸机已经广泛应用于钢铁冶金行业，剪机是连铸机上的关键设备，它是把连续浇注的钢坯剪成定尺。目前，连铸机的剪切设备有摆式飞剪、液压剪和火焰切割装置3类，它们的控制手段基本相同，传统的控制方式是采用继电器控制，其控制设备复杂，使用时故障率高，维护工作量大。本文以液压剪机为例设计了基于S7-400PLC控制系统，并能实现S7-400PLC与上位机的通信。
2 系统设计
2.1 系统组成
该系统由手动剪切控制、自动剪切控制、信号显示和电源等部分组成。当连铸机各设备工作都正常时，剪机工作在自动状态;若连铸机其它设备出现故障或剪机卡剪时，剪机切换到手动状态。如图1所示。
图1 液压剪切控制系统
2.2 系统的工作原理
根据剪机剪切钢坯的工艺要求，剪机有手动和自动2种工作状态，通过SA104转换开关实现;电源正常时才能剪切，通过QC1实现控制。剪机的输入和输出控制信号如附表所示。用PLC控制的原理图如图2所示。
图2 PLC控制的原理图
(1)自动剪切
连铸系统正常工作，将SA104打到自动状态;钢坯到达定尺位置，由行程开关KV1发出自动剪切信号，并使液压气缸夹紧，实现自动剪切。
(2) 手动剪切
当剪机自动剪切出现故障时，按下SB1停止钢坯剪切，将SA104切换到手动状态，此时由PLC输出信号接通预热阀、氧气和乙炔电磁阀线圈，进行手动切割。
(3) 输出控制回路
剪机在两种工作状态时，其输出控制为:手动时打开预热阀、氧气和乙炔电磁阀，使电磁阀线圈得电。自动剪切时控制气缸电磁阀线圈和夹紧气缸电磁阀线圈。输出控制回路如图3所示。
图3 输出控制回路
(4) 信号指示回路
在手动剪切时要能显示预热阀开/闭状态和手动切割状态，要有故障指示信号;在自动剪切时要能显示气缸的位置情况。由PLC产生输出显示信号。
(5) 电源设计
PLC主机、信号指示和输出电磁阀线圈均使用电源直流24V，来自连铸机的直流配电柜。
3 程序设计
液压剪机控制选用S7-400PLC，根据控制工艺要求，在STEP75.0平台上编与了梯形图，其流程图如图4所示。PLC与上位PC机的通信采用RS-232通信接口，串行通信程序用C语言编写。
图4 液压剪机控制系统的流程图
4 结束语
连铸机是一种大型机械装备(其电气控制一般采用PLC控制)，本文设计是针对它的一个设备液压剪机进行的，并选用S7-400PLC，将设计的系统使用在酒泉等钢厂中，应用效果表明，系统出现的故障率低，系统控制可靠性高;使用方便，维护简单，减小了维护人员的工作量。
引言
随着我国城乡建设的迅速发展,水、电供应不足的矛盾越来越成为人们关注的问题。例如,人们日常生活中的用水量越来越大,中的用水量的波动也越来越大。以往的供水系统中,水泵的选取往往是按大供水量来确定,而实际的用水量在不断变化。高峰用水时间较短,这样水泵在很长一段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,造成大量电力、水资源的浪费;并且以往依靠手动操作控制泵的启动、停止,也已不能满足要求。这里,介绍一种变频控制的恒压供水系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源[5]。
一、系统介绍
该控制系统主要装置包括：可编程控制器（PLC）、变频器、压力传感器、PID控制器以及相关软件控制单元。该装置形成一套完整的、全自动的、智能的恒压供水控制系统，如图1所示。该系统能够以三种方式工作，分别为全自动、半自动和手动操作方式，其中后两种是在全自动方式出现故障时的弥补。
图1 恒压供水系统简图
2全自动恒压供水控制原理
当主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器，控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压力稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号被PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下的泵，投入到工频运行，以保持压力的连续性，将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量，保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时，表现为变频器已工作在低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到后一台泵用主频器恒压供水[4]。控制系统设两台泵为一组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的可靠寿命。
二、系统原理图
1.PLC系统原理图，如图2所示：
图2 PLC系统原理图
2.外部设备接线图，如图3所示：
三、 恒压供水控制系统的编程
本程序用富士专用的FLEXPLC编程器编译[1]，利用梯形图清晰直观地展示各设备的运转状况等等。具体编程思想如下：
选择利用FLEXPLC的输入继电器、输出继电器以及内部继电器，确定本设计方案所包括的仪器仪表。即一台富士NB系列PLC、两台7.5KW水泵、一台富士G11/P11变频器、一台压力传感器、一台SR90系列PID调节器、若干个空气开关、断路器、中间继电器等。根据PLC接线原理图（如图2所示），进行详细接线，并参考FUJINB系列可编程控制器得参考手册，对PLC输入输出端子进行定义。
部分梯形图
PLC的恒压供水控制系统部分梯形图如下[2]：
四、系统操作说明
4.1自动控制
1. 设定用户需要的目标压力值
系统送电之后，控制柜面板上的电源指示灯点亮，其下方的温控表将会有显示：PV---.---、SV---.---。其中PV---.---表示水管网中的实测压力值,SV---.---表示用户需要的目标压力值.用户可按动▲、▼键使SV---.--- 中的数字发生改变，直到显示用户需要的水管网的压力值时按下ENT键，结束目标压力值设定。
2.选择需要开启的泵组
自动/停/手动开关向左45度扳动一次时，泵组处于启动状态，系统将选择1号泵组启动；控制柜面板上的自动/停/手动开关扳到垂直位置时，四台泵组均处于停止状态。当将自动/停/手动开关向左45度扳动一次时，系统将选择2号泵启动；
3.变频自动工作开始
当系统检测到某台泵组的启动信号以后，便会使变频器开始升频工作，此时水管网中的压力开始上升，即PV---.---中的显示值开始上升，并不断趋向于用户设定的SV---.---中的目标压力值。当水管网中的压力和用户的设定的目标压力值相吻合（即PV---.---中的显示值和SV---.---中的显示值相吻合）时，变频器的输出频率便会稳定[3]。
4.2自动控制中的部分功能
1.自动切换至工频
2.故障泵组自动退出运行
3.定期倒换工作泵组
五、恒压供水控制系统的优点
1.采用变频恒压供水，消除了主管网压力波动，保证了供水质量，节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
2.用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
3.拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
4.在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。
5.电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。
6.由于采用PLC控制的压力自动控制，可以实现无人远程操作，系统的PLC预留有RS485接口，可与公司总调度室计算机网络进行连接。
7.通过采用变频器控制，可在不同季节、节假日、日夜及上下班等全面调控水量。