镀锌生产线入口段电控系统控制技术应用研究

于振宁

（本钢板材股份有限公司冷轧厂，辽宁　本溪　117000）

镀锌生产线入口段电控系统控制技术应用研究

于振宁

（本钢板材股份有限公司冷轧厂，辽宁本溪117000）

本钢冷轧厂通过对一镀锌入口电控系统进行改造，有效提高劳动生产率、降低工人劳动强度及提高成材率，使各项控制指标达到国内的先进指标，在提高一镀锌机组生产率的同时，提高了装备水平，提升了产品质量，提高企业的竞争力。文章对一镀锌入口电控系统控制技术改造进行了分析探讨。

镀锌入口；电控系统；控制技术

1　概述

在当前钢铁市场竞争激烈的条件下，生产优质产品的同时降低生产成本是生产企业需要重点研究的工作。对于冷轧厂1#镀锌线来说，出现了国内、国际市场对有锌花产品的需求反弹的现象，另一方面电气设备装备老化现象严重制约了产品的生产，而且近几年来两者的矛盾逐渐凸显。同时，针对集团公司提出信息化建设的要求，主要生产机组逐步推进信息化建设，1996年投产的一镀锌机组不具备信息化建设的基本条件。以上两点客观上要求对生产17年的机组进行设备的更新改造，来解决市场需求与设备老化之间的矛盾，同时解决信息化建设问题。

为了实现信息化建设，决定对一镀锌入口电控及退火炉仪控系统升级改造，改造范围是入口段可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制系统、传动控制系统、退火炉仪表控制系统、计算机一二级系统等。在整个改造项目中，新型控制技术得到充分应用，解决了AUI接口与RJ45接口的转换，属于国内首创。不但起到了提高装备水平的目的，而且为未来信息化建设奠定了坚实的基础。

2　技术背景

由于此次改造主要涉及入口段自动化设备、退火炉PLC、计算机3部分，其他工艺段、出口段没有改造，因此网络结构相对比较复杂，存在新旧系统之间的通讯问题。如果新旧系统之间的通讯不能解决，那么改造将无法推进。针对新系统采用的工业以太网系统与利旧系统的H1网络系统的不同与兼容问题，在改造准备阶段对整体自动化结构进行了详细地研究并测试，并最终使用，取得了较好的效果。

3　SINEC H1网与Ethernet网的转换技术

3.1SINEC H1网与Ethernet网的通讯转换的技术难点

由于此次改造只涉及入口段和退火炉，工艺段、出口段依然保留，因此原S5 PLC与S7 PLC的通讯问题是此次改造首先要面对的难题，在国内没有应用的先例。原S5PLC之间采用CP143网卡进行互相通讯，新设计的S7PLC采用CP443网卡进行通讯，两个网络之间的技术时间相差15年。原S5PLC之间的通讯网络为SINEC H1网，新S7PLC之间的通讯网络为Ethernet网，要实现两个网络实现通讯，必须解决这个网络的转化问题。

S I N E C H 1网采用与粗同轴电缆连接的接口（Attachment Unit Interface，AUI）通讯方式，AUI接口专门用于连接粗同轴电缆，早期的网卡上采用该接口与集线器、交换机相连组成网络。AUI接口是一种“D”型15针接口，在令牌环网或总线型网络中使用。

Ethernet网采用RJ45通讯方式，这种接口是现在最常见的网络设备接口，俗称“水晶头”，专业术语为RJ-45连接器，属于双绞线以太网接口类型。RJ-45插头只能沿固定方向插入，设有一个塑料弹片与RJ-45插槽卡住以防止脱落。这种接口在10Base-T以太网、100Base-TX以太网、1000Base-TX以太网中都可以使用，传输介质都是双绞线。

3.2AUI接口与RJ45接口转换的硬件解决措施

经过现场的仔细研究，终于找到了AUI与RJ45的转换器，型号为HP-853，一端与AUI接口相连，另一端与以太网相连，可以是实现网络的转换，实现了国内首创的实际应用，经过现场应用，可以满足控制需要。

HP-853设计用来连接两个以太网的转换设备，HP-853体积小，一端通过AUI端口直接与原S5PLC的CP143通讯卡连接，另一端通过RJ45端口的网线直接与新S7PLC的通讯卡连接，完成物理链路的连接。HP-853完全符合IEEE802.3中10BASE-T规范和保证了灵活性，实现了网络通讯。

HP-853具有信号质量错误（Supplier Quality Engineer，SQE）测试开关，当打开SQE测试功能，收发信机的每个数据包的传输之后，产生一个测试信号，即检查HP-853和附连到收发器的AUI端口的设备之间的碰撞电路和路径。

当“Power”指示灯变绿色时，说明该转换器通过AUI端口与CP143建立了连接并获取了电源，如果不亮，说明没有从CP143获取电源或HP-853内部电源模块损坏。

当“Link”指示灯变绿色时，说明通过转化器已经在CP143与RJ45之间建立起通讯链接，保持常亮状态，说明链路正常。如果该指示灯定期连续闪断，说明接收端的双绞线线序反相，该转化卡具备自动换相功能，并保持正确的链接。如果超过20ms没有发送数据，该转换器将向双绞线链路发送100ns的正向测试脉冲，HP-853接收该测试脉冲并检查波特率、极性和波形。如果未收到测试脉冲或不正确，HP-853进入链路故障状态并绿色指示灯变灭。该转化卡直到接收到了正确的测试脉冲才开始实施收发数据。

当“Col”指示灯变红色时，说明HP-853转换器检测到网络上的冲突，当频率增加时，说明网络上的冲突也增加。

3.3CP143与CP443之间通过HP-853的软件解决措施

在改造实施前，通过建立模拟通讯网络，对HP-853进行了测试，经过一个月的不间断测试，通讯正常。

3.4CP143与CP443之间通过HP-853的通讯实现形式

下面以入口S7 PLC与焊机S5 PLC之间的通讯为例，进行通讯介绍。

（1）建立S7 PLC与S5 PLC之间的网络链接，并设置相关地址。

（2）建立入口S7 PLC与焊机S5 PLC之间的通讯程序，定修通讯DB块，并实现数据的调用。

4　改造前后故障时间及故障次数对比情况（见表1）

表1 改造前后故障时间及故障次数对比

通过现场的设备实际运行情况，表明设备运行稳定。

5　设备运行中遇到的问题及改进措施

入口段投入运行后，入口自动送带头到焊机存在定位不准的问题，经过现场的仔细观察，带头自动送到焊机时比理想中长10cm左右，而且均集中在2#开卷机送带头时定位长。针对该问题，技术人员对现场检测设备进行了排查，未发现异常。对现场的机械传送设备的辊径、表面粗糙度等进行了测量，均在允许的公差范围内。之后，技术人员对1#开卷机及2#开卷机之间送带头的程序进行了比较分析，发现了其中的问题所在。2#开卷机在送带头开始时程序使用30m的速度，当带头到焊机头部时，程序使用15m的速度。1#开卷机使用了变化的速度，在30m向15m转换过程中通过积分计算实际长度，计算较准确。而2#开卷机使用了恒定的15m进行计算，程序计算的距离较小，系统自动还要向前送带钢补充不足，但实际中已经较长了。分析透彻后利用定修时间将2#开卷机的送带头的程序进行修改，经过现场的确认，定位准确，满足实际生产的需要。

6　结语

对于一镀锌西门子S5PLC系统的升级改造，通过高性能的HP-853转换器实现了S5与S7 PLC之间的通讯，通过现场测试通讯速率稳定，通讯测试的信号电压在5～6V之间符合国际标准，改造后相关设备运行稳定，满足了现场的需要。

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Study on the application of electronic control technology in the entrance section of zinc plating production line

Yu Zhenning
（Benxi Steel Plate Cold Rolling Plant Co.， Ltd.， Benxi 117000， China）

Through the reconstruction of a galvanized entrance control system， the steel plate cold rolling plant improved labor productivity， reduced labor intensity and improved the yield， made the control indicators have reached the advanced domestic index. While improving the productivity in a galvanizing line， it also improved the level of equipment， product quality， and the competitiveness of enterprises. This paper analyzes the transformation of control technology of a galvanized entrance electronic control system.

galvanized inlet； electric control system； control technology

于振宁（1979— ），男，辽宁营口，本科，工程师；研究方向：电气自动化控制。