西門子自動化產品在273無縫穿孔改造中的應用

肖雄興

隨著社會經濟技術的不斷發展，石油需求量的增長和建筑行業的迅猛發展以及用戶對鋼管的質量要求都逐漸提高了對鋼管生產設備的要求，無縫鋼管的生產成為目前鋼管生產的首要目標，并且對其的需求量也越來越大，因此，無縫生產設備改造是鋼管生產的必然發展趨勢。該文探討了西門子自動化產品在大無縫穿孔改造中的應用，以期對西門子自動化產品在273無縫鋼管生產中的應用提供些許幫助。

西門子自動化產品；無縫穿孔；改造

我國對目前市場上有市無貨的例如石油套管、結構用鋼管等中型鋼管的生產設備相當有限，生產的中型鋼管并不能滿足市場需求，所以，對中型無縫鋼管生產設備的研發和改進是相當必要的。無縫鋼管生產首先需要也是最關鍵的生產設備就是穿孔機，穿孔機工作質量直接影響著整個無縫鋼管生產機組的生產效率。因此，必須堅決摒棄生產效率低下、成品質量無法滿足市場需要的老式穿孔機組，研發出適應市場需要的新型無縫鋼管穿孔機。

由太原重工設計的無縫鋼管生產廠近些年來利用國內外先進技術，制造出高效的無縫鋼管生產設備，其所研制的273規格穿孔機在生產適合市場需要的中型無縫鋼管方面取得重大成就。本文就西門子自動化產品在大無縫穿孔改造中的應用進行深入分析，以探究273無縫穿孔改造對其的應用。

西門子自動化產品在大無縫穿孔改造中應用了西門子SIMATIC PLC S7-400及SIMAT-IC多功能操作面板MP377。原繼電器邏輯用S7-400來替代，且以S7-400內部時間功能塊取代原時間繼電器，并為方便穿孔自動化系統的維護，采用以Profibus—DP網絡為基礎的分布式I/O系統。

1.PLC配置

CPU315-2PN/DP有PN接口，可作為生產線上的中央控制器使用，并與分布式I/O系統一起使用進行Profinet通信。

采用24伏且每塊16點輸入的可用以處理輸入56點輸入信號的SM321數字量輸入模塊共4塊，和每塊l6點輸出的可用以處理輸出41點輸出信號的SM322數字量輸出模塊共3塊。選用10A的PS-307電源模塊，并提供系統電源，并可通過數字量輸入輸出和PLC連接其他裝置的信號。采用ET200-M接口模塊IM153-1共3塊，并與分布式I/O系統一起使用，不僅節省布線經濟實用，而且可以在每個電控柜中靈活分布。

2.HMI監控系統

選用面板相當牢固的按鍵式10″操作面板，即有高亮度和對比度的顯示屏并采用高效智能組態工具WINcc fiexible 2008的西門子SIMATIC多功能面板MP377，不僅可以滿足工廠級應用，而且其功能強大、開發效率高。在HMI監控系統中共有“系統管理”、“參數設定”、“狀態顯示”以及“幫助信息”4組主菜單。“系統管理”的設置可以防止非法操作，確保工藝保密性并保障系統的安全，“參數設定”的設置可以設定管徑、軋制速度等工藝參數，“狀態顯示”的設置可以實時顯示電磁閥等的狀態信號，并通過綠色正常得電、紅色失電來表示得電情況，而“幫助信息”可以在出現問題時尋求系統幫助。

3.網絡組成

如圖為網絡組成圖，CPU主站通過Profibus-DP網與其他ET200M接口模塊、觸摸屏連接，且設500KPS的通信傳輸速率，為方便快速，采用以太網進行CPU與PC編程通信。

4.改進時需要注意的問題

編輯軟件。改造前，用protool來編輯畫面，而改造后根據系統更新需要，采用綜合了開放性、可擴展性以及易用性的WINcc fiexible軟件編輯。

通信線的防干擾措施相當必要。例如：應盡量遠離干擾源再進行通信線的柜內布線，盡可能地防止電壓高且電流大的電纜與通信線在同一線纜內走線。同時，為防止屏蔽層剝開時間太長使通信線纜暴露在外并成為極易受干擾的所謂的“天線”，應將及時將剝開的屏蔽層壓在Profibus插頭的金屬部分。并且，通信電纜的屏蔽層需要經過屏蔽層接地處理才能進出電控柜。

信號線和動力線。信號線應盡可能地與動力線保持距離，其二者單獨走管能夠切實有效地減少耦合干擾，若不得不交叉穿越時，應盡量保持正交。

5.結語

近年來，隨著社會經濟發展的需要和用戶對鋼管質量的要求，無縫鋼管生產的需求量日益增長，并成為研發鋼管生產設備的指向和動力，尤其是在現代化社會經濟發展中，國內外相互交流合作的普遍化和先進技術的不斷發展和進步，為鋼管生產提供了技術上的支持，273無縫穿孔自動化系統已投入無縫鋼管生產中并開始正常運行，無縫鋼管的生產在滿足市場需要的基礎上，也大力促進了鋼管應用相關生產產業的發展，同時，為設計研發更高效的鋼管生產設備打好扎實的基礎。

[1]許澤,谷雨,愛新覺羅·漢杰.西門子自動化產品在大無縫穿孔改造中的應用[J].自動化應用,2011.12

[2]周新亮,張明娟.簡述273穿孔機的設計開發成果[J].山西冶金,2011.06