鍍鋅生產線入口段電控系統控制技術應用研究

于振寧

（本鋼板材股份有限公司冷軋廠，遼寧　本溪　117000）

鍍鋅生產線入口段電控系統控制技術應用研究

于振寧

（本鋼板材股份有限公司冷軋廠，遼寧本溪117000）

本鋼冷軋廠通過對一鍍鋅入口電控系統進行改造，有效提高勞動生產率、降低工人勞動強度及提高成材率，使各項控制指標達到國內的先進指標，在提高一鍍鋅機組生產率的同時，提高了裝備水平，提升了產品質量，提高企業的競爭力。文章對一鍍鋅入口電控系統控制技術改造進行了分析探討。

鍍鋅入口；電控系統；控制技術

1　概述

在當前鋼鐵市場競爭激烈的條件下，生產優質產品的同時降低生產成本是生產企業需要重點研究的工作。對于冷軋廠1#鍍鋅線來說，出現了國內、國際市場對有鋅花產品的需求反彈的現象，另一方面電氣設備裝備老化現象嚴重制約了產品的生產，而且近幾年來兩者的矛盾逐漸凸顯。同時，針對集團公司提出信息化建設的要求，主要生產機組逐步推進信息化建設，1996年投產的一鍍鋅機組不具備信息化建設的基本條件。以上兩點客觀上要求對生產17年的機組進行設備的更新改造，來解決市場需求與設備老化之間的矛盾，同時解決信息化建設問題。

為了實現信息化建設，決定對一鍍鋅入口電控及退火爐儀控系統升級改造，改造范圍是入口段可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制系統、傳動控制系統、退火爐儀表控制系統、計算機一二級系統等。在整個改造項目中，新型控制技術得到充分應用，解決了AUI接口與RJ45接口的轉換，屬于國內首創。不但起到了提高裝備水平的目的，而且為未來信息化建設奠定了堅實的基礎。

2　技術背景

由于此次改造主要涉及入口段自動化設備、退火爐PLC、計算機3部分，其他工藝段、出口段沒有改造，因此網絡結構相對比較復雜，存在新舊系統之間的通訊問題。如果新舊系統之間的通訊不能解決，那么改造將無法推進。針對新系統采用的工業以太網系統與利舊系統的H1網絡系統的不同與兼容問題，在改造準備階段對整體自動化結構進行了詳細地研究并測試，并最終使用，取得了較好的效果。

3　SINEC H1網與Ethernet網的轉換技術

3.1SINEC H1網與Ethernet網的通訊轉換的技術難點

由于此次改造只涉及入口段和退火爐，工藝段、出口段依然保留，因此原S5 PLC與S7 PLC的通訊問題是此次改造首先要面對的難題，在國內沒有應用的先例。原S5PLC之間采用CP143網卡進行互相通訊，新設計的S7PLC采用CP443網卡進行通訊，兩個網絡之間的技術時間相差15年。原S5PLC之間的通訊網絡為SINEC H1網，新S7PLC之間的通訊網絡為Ethernet網，要實現兩個網絡實現通訊，必須解決這個網絡的轉化問題。

S I N E C H 1網采用與粗同軸電纜連接的接口（Attachment Unit Interface，AUI）通訊方式，AUI接口專門用于連接粗同軸電纜，早期的網卡上采用該接口與集線器、交換機相連組成網絡。AUI接口是一種“D”型15針接口，在令牌環網或總線型網絡中使用。

Ethernet網采用RJ45通訊方式，這種接口是現在最常見的網絡設備接口，俗稱“水晶頭”，專業術語為RJ-45連接器，屬于雙絞線以太網接口類型。RJ-45插頭只能沿固定方向插入，設有一個塑料彈片與RJ-45插槽卡住以防止脫落。這種接口在10Base-T以太網、100Base-TX以太網、1000Base-TX以太網中都可以使用，傳輸介質都是雙絞線。

3.2AUI接口與RJ45接口轉換的硬件解決措施

經過現場的仔細研究，終于找到了AUI與RJ45的轉換器，型號為HP-853，一端與AUI接口相連，另一端與以太網相連，可以是實現網絡的轉換，實現了國內首創的實際應用，經過現場應用，可以滿足控制需要。

HP-853設計用來連接兩個以太網的轉換設備，HP-853體積小，一端通過AUI端口直接與原S5PLC的CP143通訊卡連接，另一端通過RJ45端口的網線直接與新S7PLC的通訊卡連接，完成物理鏈路的連接。HP-853完全符合IEEE802.3中10BASE-T規范和保證了靈活性，實現了網絡通訊。

HP-853具有信號質量錯誤（Supplier Quality Engineer，SQE）測試開關，當打開SQE測試功能，收發信機的每個數據包的傳輸之后，產生一個測試信號，即檢查HP-853和附連到收發器的AUI端口的設備之間的碰撞電路和路徑。

當“Power”指示燈變綠色時，說明該轉換器通過AUI端口與CP143建立了連接并獲取了電源，如果不亮，說明沒有從CP143獲取電源或HP-853內部電源模塊損壞。

當“Link”指示燈變綠色時，說明通過轉化器已經在CP143與RJ45之間建立起通訊鏈接，保持常亮狀態，說明鏈路正常。如果該指示燈定期連續閃斷，說明接收端的雙絞線線序反相，該轉化卡具備自動換相功能，并保持正確的鏈接。如果超過20ms沒有發送數據，該轉換器將向雙絞線鏈路發送100ns的正向測試脈沖，HP-853接收該測試脈沖并檢查波特率、極性和波形。如果未收到測試脈沖或不正確，HP-853進入鏈路故障狀態并綠色指示燈變滅。該轉化卡直到接收到了正確的測試脈沖才開始實施收發數據。

當“Col”指示燈變紅色時，說明HP-853轉換器檢測到網絡上的沖突，當頻率增加時，說明網絡上的沖突也增加。

3.3CP143與CP443之間通過HP-853的軟件解決措施

在改造實施前，通過建立模擬通訊網絡，對HP-853進行了測試，經過一個月的不間斷測試，通訊正常。

3.4CP143與CP443之間通過HP-853的通訊實現形式

下面以入口S7 PLC與焊機S5 PLC之間的通訊為例，進行通訊介紹。

（1）建立S7 PLC與S5 PLC之間的網絡鏈接，并設置相關地址。

（2）建立入口S7 PLC與焊機S5 PLC之間的通訊程序，定修通訊DB塊，并實現數據的調用。

4　改造前后故障時間及故障次數對比情況（見表1）

表1 改造前后故障時間及故障次數對比

通過現場的設備實際運行情況，表明設備運行穩定。

5　設備運行中遇到的問題及改進措施

入口段投入運行后，入口自動送帶頭到焊機存在定位不準的問題，經過現場的仔細觀察，帶頭自動送到焊機時比理想中長10cm左右，而且均集中在2#開卷機送帶頭時定位長。針對該問題，技術人員對現場檢測設備進行了排查，未發現異常。對現場的機械傳送設備的輥徑、表面粗糙度等進行了測量，均在允許的公差范圍內。之后，技術人員對1#開卷機及2#開卷機之間送帶頭的程序進行了比較分析，發現了其中的問題所在。2#開卷機在送帶頭開始時程序使用30m的速度，當帶頭到焊機頭部時，程序使用15m的速度。1#開卷機使用了變化的速度，在30m向15m轉換過程中通過積分計算實際長度，計算較準確。而2#開卷機使用了恒定的15m進行計算，程序計算的距離較小，系統自動還要向前送帶鋼補充不足，但實際中已經較長了。分析透徹后利用定修時間將2#開卷機的送帶頭的程序進行修改，經過現場的確認，定位準確，滿足實際生產的需要。

6　結語

對于一鍍鋅西門子S5PLC系統的升級改造，通過高性能的HP-853轉換器實現了S5與S7 PLC之間的通訊，通過現場測試通訊速率穩定，通訊測試的信號電壓在5～6V之間符合國際標準，改造后相關設備運行穩定，滿足了現場的需要。

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Study on the application of electronic control technology in the entrance section of zinc plating production line

Yu Zhenning
（Benxi Steel Plate Cold Rolling Plant Co.， Ltd.， Benxi 117000， China）

Through the reconstruction of a galvanized entrance control system， the steel plate cold rolling plant improved labor productivity， reduced labor intensity and improved the yield， made the control indicators have reached the advanced domestic index. While improving the productivity in a galvanizing line， it also improved the level of equipment， product quality， and the competitiveness of enterprises. This paper analyzes the transformation of control technology of a galvanized entrance electronic control system.

galvanized inlet； electric control system； control technology

于振寧（1979— ），男，遼寧營口，本科，工程師；研究方向：電氣自動化控制。