西门子自动化产品在273无缝穿孔改造中的应用

肖雄兴

随着社会经济技术的不断发展，石油需求量的增长和建筑行业的迅猛发展以及用户对钢管的质量要求都逐渐提高了对钢管生产设备的要求，无缝钢管的生产成为目前钢管生产的首要目标，并且对其的需求量也越来越大，因此，无缝生产设备改造是钢管生产的必然发展趋势。该文探讨了西门子自动化产品在大无缝穿孔改造中的应用，以期对西门子自动化产品在273无缝钢管生产中的应用提供些许帮助。

西门子自动化产品；无缝穿孔；改造

我国对目前市场上有市无货的例如石油套管、结构用钢管等中型钢管的生产设备相当有限，生产的中型钢管并不能满足市场需求，所以，对中型无缝钢管生产设备的研发和改进是相当必要的。无缝钢管生产首先需要也是最关键的生产设备就是穿孔机，穿孔机工作质量直接影响着整个无缝钢管生产机组的生产效率。因此，必须坚决摒弃生产效率低下、成品质量无法满足市场需要的老式穿孔机组，研发出适应市场需要的新型无缝钢管穿孔机。

由太原重工设计的无缝钢管生产厂近些年来利用国内外先进技术，制造出高效的无缝钢管生产设备，其所研制的273规格穿孔机在生产适合市场需要的中型无缝钢管方面取得重大成就。本文就西门子自动化产品在大无缝穿孔改造中的应用进行深入分析，以探究273无缝穿孔改造对其的应用。

西门子自动化产品在大无缝穿孔改造中应用了西门子SIMATIC PLC S7-400及SIMAT-IC多功能操作面板MP377。原继电器逻辑用S7-400来替代，且以S7-400内部时间功能块取代原时间继电器，并为方便穿孔自动化系统的维护，采用以Profibus—DP网络为基础的分布式I/O系统。

1.PLC配置

CPU315-2PN/DP有PN接口，可作为生产线上的中央控制器使用，并与分布式I/O系统一起使用进行Profinet通信。

采用24伏且每块16点输入的可用以处理输入56点输入信号的SM321数字量输入模块共4块，和每块l6点输出的可用以处理输出41点输出信号的SM322数字量输出模块共3块。选用10A的PS-307电源模块，并提供系统电源，并可通过数字量输入输出和PLC连接其他装置的信号。采用ET200-M接口模块IM153-1共3块，并与分布式I/O系统一起使用，不仅节省布线经济实用，而且可以在每个电控柜中灵活分布。

2.HMI监控系统

选用面板相当牢固的按键式10″操作面板，即有高亮度和对比度的显示屏并采用高效智能组态工具WINcc fiexible 2008的西门子SIMATIC多功能面板MP377，不仅可以满足工厂级应用，而且其功能强大、开发效率高。在HMI监控系统中共有“系统管理”、“参数设定”、“状态显示”以及“帮助信息”4组主菜单。“系统管理”的设置可以防止非法操作，确保工艺保密性并保障系统的安全，“参数设定”的设置可以设定管径、轧制速度等工艺参数，“状态显示”的设置可以实时显示电磁阀等的状态信号，并通过绿色正常得电、红色失电来表示得电情况，而“帮助信息”可以在出现问题时寻求系统帮助。

3.网络组成

如图为网络组成图，CPU主站通过Profibus-DP网与其他ET200M接口模块、触摸屏连接，且设500KPS的通信传输速率，为方便快速，采用以太网进行CPU与PC编程通信。

4.改进时需要注意的问题

编辑软件。改造前，用protool来编辑画面，而改造后根据系统更新需要，采用综合了开放性、可扩展性以及易用性的WINcc fiexible软件编辑。

通信线的防干扰措施相当必要。例如：应尽量远离干扰源再进行通信线的柜内布线，尽可能地防止电压高且电流大的电缆与通信线在同一线缆内走线。同时，为防止屏蔽层剥开时间太长使通信线缆暴露在外并成为极易受干扰的所谓的“天线”，应将及时将剥开的屏蔽层压在Profibus插头的金属部分。并且，通信电缆的屏蔽层需要经过屏蔽层接地处理才能进出电控柜。

信号线和动力线。信号线应尽可能地与动力线保持距离，其二者单独走管能够切实有效地减少耦合干扰，若不得不交叉穿越时，应尽量保持正交。

5.结语

近年来，随着社会经济发展的需要和用户对钢管质量的要求，无缝钢管生产的需求量日益增长，并成为研发钢管生产设备的指向和动力，尤其是在现代化社会经济发展中，国内外相互交流合作的普遍化和先进技术的不断发展和进步，为钢管生产提供了技术上的支持，273无缝穿孔自动化系统已投入无缝钢管生产中并开始正常运行，无缝钢管的生产在满足市场需要的基础上，也大力促进了钢管应用相关生产产业的发展，同时，为设计研发更高效的钢管生产设备打好扎实的基础。

[1]许泽,谷雨,爱新觉罗·汉杰.西门子自动化产品在大无缝穿孔改造中的应用[J].自动化应用,2011.12

[2]周新亮,张明娟.简述273穿孔机的设计开发成果[J].山西冶金,2011.06