摘要：在PLC系统控制的行走设备中，通过接近开关与加一减计数器结合的方式，能够很好解决高温环境中移钢机运行定位困难的问题。
关键词：PLC系统加一减计数器接近开关移钢机
冶金行业生产过程中，许多设备需要在高温、潮湿、露天等恶劣环境中运行，对于这些设备我们一般都要做好隔热防湿的保护。如果这些设备的运行轨道上有定位元件，这些元件上的隔热防湿设施很容易影响设备定位效果。长期以来，这一直是困扰我们现场维护人员的难题。
随着西门子PLCS7系列控制系统的广泛应用，这些问题就变得简单多了。下面介绍我厂2号方坯连铸机移钢机定位系统的改进。
1系统构成
新钢炼钢厂2号方坯连铸机采用西门子公司的PLC控制系统S7—300系列，CPU选用316-2DP，内带充电电池，可以保证CPU内部程序不被丢失。电源模块PS3075A单独对CPU供电，I/O电源由外部稳压电源供电，这样可以保证内外电源的隔离。信号模块选用DO16XDC24V/0.5A、DI32XDC24V、AI8X12Bit、AO4X12Bit。远程1/0站采用ET200M，其强大的通信能力和高速的运行速度保证了执行程序的快速性。PLC通过PROFIBUS—DP网与远程站交换数据，实现控制要求。硬件组态如图1所示。
2设备现状及改进措施
移钢机是2号方坯连铸机中一台用于收集方坯的设备，其运行轨道(齿条形轨道)于方坯的正上方，轨道上设有8个位，分别是:待机位、待机减速位、热送减速位、热送位、冷床等待位、冷床减速位、冷床位、冷床极限位，用于对移钢机进行定位控制。原设计是将用8个接近开关分别装于8个相应位置。长期以来，由于高温的影响(方坯表面温度近800℃)，8个接近开关和线路经常被烧坏，严重影响方坯的正常收集。我们曾经使用行程开关和主令限位定位，效果都不理想。
现在，我们只用2个接近开关，通过PLC软件中的加一减计数器，便可以解决这个问题。设计思路是:在移钢机的行走电动机轴上安装一个同轴半圆轮，并在半圆轮的外围固定一个接近开关。当电机旋转时(电机为变频电机，频率定为30Hz)，半圆轮的半圆边每靠近接近开关一次，接近开关就发出一个信号，计数器也就记录一次，这样，就可以实现电动机每旋转一圈，计数器就记录一次。
通过程序设计，每当电动机正转时，计数器为加计数，每当电动机反转时，计数器为减计数，所以，无论电动机正转还是反转，计数器都能准确记录电动机旋转的圈数。经过实际测试，电动机每旋转一圈，移钢机行走1cm，也就是说，计数器每计一个数，移钢机就行走了1cm。
另一个接近开关安装在待机位，由于待机位离高温方坯较远，不易被烧坏，可以作为计数器的清零用。这样移钢机每回一次待机位，就清一次零，可以减少可能出现的累计误差，同时也可以消除移钢机由于错位而造成的误差。
3程序设计与调试
在西门子S7SIMATICManager软件中打开2号方坯项目的公用PLC中的Block，插入FC3功能块。在组织块OBl调用FC3功能块。
由于程序量太大，在这里只是列出待机位，待机减速位的定位程序如图2。
当移钢机正转时电动机每旋转一圈，计数接近开关142.0发出一次信号，计数器Cl加一个数。当移钢机反转时电动机每旋转一圈，计数接近开关142.0发出一次信号，计数器Cl减一个数。计数的结果通过MW1输出。由于计数器C的最大计数值为999，而移钢机的轨道长度为13m，因此需要调用计数器C2计数，即MW1≥999时，通过M100.0调用计数器C2，计数方式与C1相同。计数的结果通过MW2输出。当计数器C2开始计数时，为了不影响C1的计数结果，程序中设置了MW2>0时通过M100.1切断计数器C1计数。两个计数器的计数结果通过整数加法器由MW3输出。零位接近开关142.1安装在移钢机的待机位，移钢机每回一次待机位，零位接近开关142.1就对两个计数器进行一次清零，以确保定位的准确度。
移钢机可以通过接受MW3的输出数据，进行定位。即MW3=0时，移钢机在待机位M39.0;MW3=20时，移钢机在待机减速位M39.1;MW3=880时，移钢机在热送减速位M39.2;MW3=900时，移钢机在热送位M39.3;MW3=1100时，移钢机在冷床待机位M39.4;MW3=1180时，移钢机在冷床减速位M39.5;MW3=1200时，移钢机在冷床位M39.6;MW3=1250时，移钢机在冷床位待机位M39.7。系统可以根据这8个定位，来控制移钢机的运行状态。
4结束语
2号方坯连铸机移钢机定位系统改进二年以来，使用效果非常好，而且稳定可靠。无论运行轨道上需要定几个位，该方法只要两个接近开关，加上PLC软件中固有的加一减计数器，就可以解决问题。它降低了高温环境中设备维护的难度，提高了设备使用率，减少了事故。在PLC控制系统控制的行走设备中，通过接近开关与加一减计数器结合的方式，很好的解决了高温环境中设备运行定位困难的问题，值得推广应用。