一、项目介绍
某公司热轧带钢每年需42万吨熟料，原来由炼钢厂模铸钢锭通过750轧机轧制成带钢坯，再由热轧带钢轧制成材，但模铸和初轧机工艺均为淘汰落后工艺，而采用连铸工艺代替模铸锭开坯工艺即可取消年近50万吨的模铸和初轧能力，使带钢生产由两火成材变为一火成材, 不仅能大幅度提高效率、降低能耗，而且会使成材率提高7%以上。为此，公司于2001年新建并投产一座年产57万吨的带钢坯连铸机，控制系统全部采用西门子S7-400 PLC控制器，传动装置采用西门子变频器，整个系统I/O点数约2500点左右，本系统的投入使转炉炼钢实现了全连铸。
二、系统配置
根据连铸机的工艺生产特点，铸流控制系统一般采用相同的配置，每流一套，共3套，公用系统1套，CPU采用 了CPU416-2DP共4块，开关量DI模板采用421-1BL00, 用于现场设备如开关、操作箱等I/O点的接入。DO模板采 用422-1BL00，均为24VDC*32CH型模板，采用中间继 电器方式控制设备，对于指示单元直接输出。模拟量模 板AI采用431-1KF10，用于仪表监测信号的接入，如二冷 水各段的压力、流量、拉速等。AO模板采用432-1KH10, 可任意组态通道类型，用于控制调节阀门。高速计数模 块FM450连接增量型编码器，用于钢坯跟踪、测长等, 以太网卡采用CP443-1 IT，既可以通过10M粗缆通讯, 也可以通过双绞线通讯。PLC通过STEP7 5.0编程软件, 采用网络接口实现编程，监控站采用基于WINNT4.0操作 系统的SIMATIC WinCC5.0组态监控软件，1套开发版，3 套运行版。
三、系统构成
公司现有连铸机4台，其中2台采用西门子PLC控制,监控系统全部为SIMATIC WinCC软件；四座转炉全部采 用SIEMENS S7-400PLC，监控系统也全部为WinCC软件。这些系统多年来运行稳定可靠，几乎没有影响过生产，我们的应用水平不断提高，能处理几乎任何故障, 由于产品可替代性，也节约了大量的备件购买投资。
SIEMENS PLC的优势体现在：
·大大节省了备件资金和开发人员的培训资金
·大大提高了开发速度和运行质量，并缩短了故障处理时间
·全集成自动化有效减少了运营成本，大大降低了系统间接口费用
根据实际情况而设计出的方案是：每套为两个机架，由接口模板IM460实现中央机架和扩展机架之间的连接, 采用CPU内置的PROFIBUS-DP接口实现与变频器的通讯, 用扩展单元IM通讯卡连接远程站ET200M，系统的通讯网络采用西门子高速工业以太网，粗缆连接，通讯速率10Mb/s，抗干扰性好，用于PLC与PLC之间的通讯，采用国际现场总线标准之一的PROFIBUS-DP与变频器通讯控制，它属于设备总线，主要用于复杂现场设备和分布 式I/O，物理结构为RS-485，传输速率最大为12Mb/s, 由于采用的相同协议标准和传输介质，还连接ET200M作为远程I/O站，在液压站、操作台、MCC等I/O点数较为集中的地点设置ET200M，有效减少控制电缆量，监控站 与PLC的通讯采用双绞线介质、TCP/IP开放协议。
四、系统功能
公用PLC主要完成钢包连浇装置的控制、中间罐车走行、横移的控制、中间罐预热控制、二冷室蒸气排出装置控制、切头小车控制、推钢机控制、液压系统控制、冷床控制。铸流PLC主要完成结晶器振动频率调节控制、拉矫机传动控制、驱动辊压下压力调节、引锭杆跟踪、定尺切割控制、切 割前后辊道控制、结晶器冷却水调节、二次冷却水流量调节。其中，较为关键的功能包括：
·引锭杆工作过程控制 ·结晶器液面检测控制
·二冷水流量动态控制 ·自动定尺系统
·安全连锁和异常对策
五、小结
公司带钢坯连铸机2001年10月建成投产，控制系统运行稳定可靠，未由于自身原因导致任何模板损坏或者通讯中断现象，用户评价良好。本连铸机计算机自动控制系统采用西门子PLC控制系统，实现了设备的连锁启停、回路调节、报警、趋势记录等一系列功能，降低了能耗，提高了作业率，减少了故障停机率，提高了铸坯的质量和产量；同时，连铸－热送－热轧工艺的运行，也提高了劳动生产率、改善了工人工作环境、减轻了工人劳动强度；控制系统在实现“三电一体化”的基础上成功将PROFIBUS现场总线、传动系统和ET200M远程I/O系统连接到控制系统中,西门子全集成自动化的可靠运行，大大降低了投资和维护成本，提高了可靠性和控制水平，另外基础自动化系统所具有的开放性充分考虑了过程机接口和全厂计算机数据网的联入方式，由于自行设计、自行开发，为整套系统的可靠运行提供强有力的保障，取得了显著的经济效益和社会效益。
