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《天津冶金雜志》2015年第一期

1系統組成

公端磷化裝置控制系統由基礎自動化控制系統以及計算機控制系統組成?；A控制系統是基于Profibus-DP總線的CPU控制[2]，主要實現快速控制以及工藝的連鎖。計算機控制系統由HMI等外設組成，主要用于工藝參數的管理、保存和現場監控。整套磷化設備控制系統包括PLC、變頻器、現場傳感器、HMI，如圖1所示。

2PLC在控制系統中的應用

2.1PLC系統組成PLC控制系統采用西門子S7-300系列PLC，CPU型號為CPU315-2DP,并配備16路數字量輸入模塊，16路數字量輸出模塊以及8路模擬量輸入模塊[3]。其中數字量輸入模塊用于采集現場傳感器、啟動停止、急停、報警等輸入信號；輸出模塊用于驅動鏈床、擺動托輥等現場設備。模擬量輸入模塊用于采集水槽內測溫元件反饋的模擬量信號。

2.2控制系統程序該控制系統利用Step7軟件進行程序的開發，采用模塊化設計，主要由主程序、上料控制子程序、加工工藝控制子程序、出料控制子程序4個模塊組成。程序模塊主要功能如下：（1）主程序：實現子程序調用；（2）上料控制子程序：控制鏈床將鋼管送至指定工位；（3）加工工藝控制子程序：實現對鋼管公端進行磷化加工；（4）出料控制子程序：實現將加工完成的鋼管運送離開設備，系統控制流程見圖2。如圖2所示，鋼管進入鏈床后安裝在鏈床旋轉軸上的上料傳感器會發生感應，并發出信號給PLC。PLC采集到信號并根據圖3程序中計數器設置的參數，以控制進料鋼管的數量。當數量達到設定值時，鏈床停止運行，PLC控制托起裝置與擺動托輥運行，將鋼管公端浸入加工槽內進行加工，待到規定時間后，將鋼管放回鏈床，此時PLC檢測到現場傳感器發出的托起裝置回歸原位的信號，控制鏈床繼續運行，將鋼管運送至二號加工槽待料位，同時將新的鋼管運送至一號加工槽待料位。如此反復循環運行，每根鋼管需經過6次加工，整個加工過程完成。

3計算機控制系統

磷化裝置的計算機控制系統由西門子TP700HMI組成，根據磷化工藝要求，在HMI上具有鋼管數量設定、加工工藝時間設定以及檢測元件的監控等功能。磷化裝置每次需上料的鋼管數量以及加工時間在HMI上進行設置。按照現場加工槽的尺寸，每個加工槽一次可對3根鋼管進行加工，加工時間不少于5min，這樣才能保證鋼管管端產生磷化膜，從而在一定程度上防止金屬被腐蝕和提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力。HMI可對現場加工槽內溫度、加工完成鋼管數量進行監控，以便操作人員更好地了解情況。

4小結

為改善傳統磷化裝置人員操作時的不利條件，本文介紹了一種以可編程控制器（PLC）為控制核心的鋼管公端磷化裝置控制系統，該控制系統操作簡便，實現了對該裝置的自動化控制，大大提高了工作效率。目前該控制系統現已得到成功應用，取得了良好的經濟效益。

作者：菅宸龍唐濱單位：天津賽瑞機器設備有限公司