1. 前言
無扭控冷熱軋圓盤條（簡稱：高速線材）是熱軋鋼系列的一種，主要應用于樓宇建筑，橋梁建筑等其它工程項目的鋼結構中。目前國內各大鋼鐵企業都有自己的生產線，各自的收集系統區域也大同小異，但主要的還是通過PLC等設備的控制，進行產品的收集與包裝。以下結合我廠收集區中S7-200PLC CN在高速無扭控冷熱軋圓盤條的應用做如下講解。
2. 工藝過程要求
在這條收集系統中由于線材經常卡鋼，給運行中的設備帶來一定的損壞，所以要求有操作員站，當設備運轉時，操作員進行手動的操作。當線材從輥道上連續落入時，線材經鼻錐落入閉合的接鋼爪，若芯棒旋轉到位時，鼻錐上升，接鋼爪打開，已落入接鋼爪的線材全部穿過芯棒落入上升到位的接鋼托板中，隨著后續線材的慢慢落入，接鋼拖板在變頻器的帶動下緩慢下降，直到接鋼板上已存放三根完整的成品線材時，接鋼拖板也降到下限位時，接鋼爪閉合，鼻錐下落，接鋼拖板打開，此時，芯棒A帶成品線材正方向旋轉到打包位置，芯棒B旋轉到接鋼位置，鋼繼續經鼻錐落入接鋼爪，這一過程為半個周期。若芯棒B帶成品線材反方向旋轉到打包位置時，芯棒A旋轉到接鋼位置，和為一個過程周期。
3. 硬件結構及實現
本系統所要求的I/O點數比較多，還有兩組模擬量的輸出，所以在選PLC時比較了CPU224與CPU226兩種型號的PLC，因沒有特殊要求所以選用CPU224類型的PLC，另加兩塊數字量I/O模塊和兩塊模擬量模塊，及MM440變頻器一臺。
接鋼拖板的升降是通過位置接近開關和電機連接轉動軸的光電接近開關計數次數的信號傳給PLC，通過PLC程序的運行，在不同位置給出不同的速度值，傳遞給MM440變頻器進行位置和速度的控制。
思路：若程序運行時檢測到接鋼拖板在低限位接近開關212有信號時（I1.5有信號），并且電機連接轉動軸的光電接近開關計數次數小于等于1，在變頻器使能運行狀態下，按拖板上升設定的速度上升，上升到光電接近開關計數次數（加記數）大于3而小與6時按托板上減速值運行。到托板高限位接近開關211有信號時（I1.4有信號）停止運行，此時；電機連接轉動軸的光電接近開關計數次數等于6。同樣在高限位接近開關211有信號時（I1.4有信號），在變頻器使能運行狀態下（反轉），按拖板正常下降速度下降，當電機連接轉動軸的光電接近開關計數（減記數）次數小于等于1時，按托板下減速值運行；到接鋼拖板低限位接近開關212有信號時（I1.5有信號）停止運行，此時；電機連接轉動軸的光電接近開關計數次數等于0。
芯棒A和芯棒B是互為90度垂直的圓柱連接體，它們的旋轉是通過接近開關101和102的相互作用傳給PLC進行位置和速度的控制。通過模擬量模塊控制調壓閥，而達到控制芯棒旋轉速度。
思路：若芯棒A在接鋼位置，則芯棒A位置接近開關（接近開關101，102）都有信號，到位指示燈亮。芯棒A正方向旋轉時，接近開關101，102無信號，旋轉指示燈亮，按正轉給定的速度旋轉，當接近開關102再次有信號時，按正轉減速速度給定值旋轉，接近開關101再次亮時，按正旋轉到位速度給定值旋轉停止，到位指示燈亮，芯棒B到接鋼位置；同樣芯棒B反方向旋轉時，接近開關101作為減速位，接近開關102作為停止位。
鼻錐，接鋼爪的運行是和接鋼拖板，芯棒之間進行聯鎖的。
思路：芯棒不旋轉到位，接鋼爪是不能打開的，同時鼻錐也不會升降的。接鋼拖板的打開條件是接鋼拖板到低限位時才允許打開；接鋼拖板打開到位，接鋼爪閉合，鼻錐下落到位，三者滿足時芯棒才能旋轉。
變頻器 通過空氣斷路器和交流接觸器給變頻器進行電源的合分閘操作，通過輸出電抗器連接現場電機，電機的制動是通過機械抱閘來準確制動。速度給定是通過模擬量段子與模擬量輸出模塊的連接實現的。變頻器的參數調整見附錄1；
操作員站 操作員站設立在現場，操作員可通過指示燈和現場狀況手動操作每一步驟。
4. 注意事項
變頻器和PLC分裝在兩個配電柜中，由于現場其它電磁的干擾，傳遞給變頻器的模擬量值經常失真，使原設定的速度未到達設計的效果。因次，在改進時使用屏蔽電纜并加金屬軟管，屏蔽層兩端接地，改進后運轉正常。
由于配電柜到現場的距離大于100M，所以在變頻器的輸出端加合適的電抗器在接到拖板升降電機上。
控制芯棒旋轉速度的是調壓電磁閥，其控制電壓是0——10V的模擬量模塊輸出的直流電壓，容易受到強電的干擾，所以線槽中的線必須強弱分開走。
變頻器的調試先根據原先設定的參數調整，再根據現狀調試相應的參數，本裝置中由于減加速處較多，而且運行距離短，所以斜坡上升和斜坡下降時間，以及加速時間的設置要根據現場運行狀況來設置。
5. 總結
本系統是PLC與變頻器的典型應用，通過對模擬量的控制達到對系統速度和位置的控制，也達到了PLC與變頻器的通訊，其結構簡單，思路明確，及易實現設計的效果。
