肖雄興

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，石油需求量的增長和建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展以及用戶對(duì)鋼管的質(zhì)量要求都逐漸提高了對(duì)鋼管生產(chǎn)設(shè)備的要求，無縫鋼管的生產(chǎn)成為目前鋼管生產(chǎn)的首要目標(biāo)，并且對(duì)其的需求量也越來越大，因此，無縫生產(chǎn)設(shè)備改造是鋼管生產(chǎn)的必然發(fā)展趨勢。該文探討了西門子自動(dòng)化產(chǎn)品在大無縫穿孔改造中的應(yīng)用，以期對(duì)西門子自動(dòng)化產(chǎn)品在273無縫鋼管生產(chǎn)中的應(yīng)用提供些許幫助。

西門子自動(dòng)化產(chǎn)品；無縫穿孔；改造

我國對(duì)目前市場上有市無貨的例如石油套管、結(jié)構(gòu)用鋼管等中型鋼管的生產(chǎn)設(shè)備相當(dāng)有限，生產(chǎn)的中型鋼管并不能滿足市場需求，所以，對(duì)中型無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和改進(jìn)是相當(dāng)必要的。無縫鋼管生產(chǎn)首先需要也是最關(guān)鍵的生產(chǎn)設(shè)備就是穿孔機(jī)，穿孔機(jī)工作質(zhì)量直接影響著整個(gè)無縫鋼管生產(chǎn)機(jī)組的生產(chǎn)效率。因此，必須堅(jiān)決摒棄生產(chǎn)效率低下、成品質(zhì)量無法滿足市場需要的老式穿孔機(jī)組，研發(fā)出適應(yīng)市場需要的新型無縫鋼管穿孔機(jī)。

由太原重工設(shè)計(jì)的無縫鋼管生產(chǎn)廠近些年來利用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，制造出高效的無縫鋼管生產(chǎn)設(shè)備，其所研制的273規(guī)格穿孔機(jī)在生產(chǎn)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(dòng)化產(chǎn)品在大無縫穿孔改造中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，以探究273無縫穿孔改造對(duì)其的應(yīng)用。

西門子自動(dòng)化產(chǎn)品在大無縫穿孔改造中應(yīng)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(nèi)部時(shí)間功能塊取代原時(shí)間繼電器，并為方便穿孔自動(dòng)化系統(tǒng)的維護(hù)，采用以Profibus—DP網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的分布式I/O系統(tǒng)。

1.PLC配置

CPU315-2PN/DP有PN接口，可作為生產(chǎn)線上的中央控制器使用，并與分布式I/O系統(tǒng)一起使用進(jìn)行Profinet通信。

采用24伏且每塊16點(diǎn)輸入的可用以處理輸入56點(diǎn)輸入信號(hào)的SM321數(shù)字量輸入模塊共4塊，和每塊l6點(diǎn)輸出的可用以處理輸出41點(diǎn)輸出信號(hào)的SM322數(shù)字量輸出模塊共3塊。選用10A的PS-307電源模塊，并提供系統(tǒng)電源，并可通過數(shù)字量輸入輸出和PLC連接其他裝置的信號(hào)。采用ET200-M接口模塊IM153-1共3塊，并與分布式I/O系統(tǒng)一起使用，不僅節(jié)省布線經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且可以在每個(gè)電控柜中靈活分布。

2.HMI監(jiān)控系統(tǒng)

選用面板相當(dāng)牢固的按鍵式10″操作面板，即有高亮度和對(duì)比度的顯示屏并采用高效智能組態(tài)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(jí)應(yīng)用，而且其功能強(qiáng)大、開發(fā)效率高。在HMI監(jiān)控系統(tǒng)中共有“系統(tǒng)管理”、“參數(shù)設(shè)定”、“狀態(tài)顯示”以及“幫助信息”4組主菜單?！跋到y(tǒng)管理”的設(shè)置可以防止非法操作，確保工藝保密性并保障系統(tǒng)的安全，“參數(shù)設(shè)定”的設(shè)置可以設(shè)定管徑、軋制速度等工藝參數(shù)，“狀態(tài)顯示”的設(shè)置可以實(shí)時(shí)顯示電磁閥等的狀態(tài)信號(hào)，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(xiàn)問題時(shí)尋求系統(tǒng)幫助。

3.網(wǎng)絡(luò)組成

如圖為網(wǎng)絡(luò)組成圖，CPU主站通過Profibus-DP網(wǎng)與其他ET200M接口模塊、觸摸屏連接，且設(shè)500KPS的通信傳輸速率，為方便快速，采用以太網(wǎng)進(jìn)行CPU與PC編程通信。

4.改進(jìn)時(shí)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(jù)系統(tǒng)更新需要，采用綜合了開放性、可擴(kuò)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(dāng)必要。例如：應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源再進(jìn)行通信線的柜內(nèi)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(nèi)走線。同時(shí)，為防止屏蔽層剝開時(shí)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(yīng)將及時(shí)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(jīng)過屏蔽層接地處理才能進(jìn)出電控柜。

信號(hào)線和動(dòng)力線。信號(hào)線應(yīng)盡可能地與動(dòng)力線保持距離，其二者單獨(dú)走管能夠切實(shí)有效地減少耦合干擾，若不得不交叉穿越時(shí)，應(yīng)盡量保持正交。

5.結(jié)語

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和用戶對(duì)鋼管質(zhì)量的要求，無縫鋼管生產(chǎn)的需求量日益增長，并成為研發(fā)鋼管生產(chǎn)設(shè)備的指向和動(dòng)力，尤其是在現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，國內(nèi)外相互交流合作的普遍化和先進(jìn)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，為鋼管生產(chǎn)提供了技術(shù)上的支持，273無縫穿孔自動(dòng)化系統(tǒng)已投入無縫鋼管生產(chǎn)中并開始正常運(yùn)行，無縫鋼管的生產(chǎn)在滿足市場需要的基礎(chǔ)上，也大力促進(jìn)了鋼管應(yīng)用相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)，為設(shè)計(jì)研發(fā)更高效的鋼管生產(chǎn)設(shè)備打好扎實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]許澤,谷雨,愛新覺羅·漢杰.西門子自動(dòng)化產(chǎn)品在大無縫穿孔改造中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2011.12

[2]周新亮,張明娟.簡述273穿孔機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)成果[J].山西冶金,2011.06