浅谈钢卷打捆机的全自动控制系统
摘 要：本文介绍了打捆机的电气控制原理。该系统是一套以PLC为控制器的控制系统。控制部分选用了西门子S7300系列CPU315的PLC。使用到的检测原件主要有光栅和接近开关，以及限位开关。用来检测钢卷是否到位，打捆机门是否打开，打包是否开始，打包扣是否够用，是否有打包带。只有大车移动是靠变频电机实现，其余都为液压气动系统，主要实现喂带、收带、打扣，这也是打捆机最核心的部分。通过电控实现对气缸及管线的电磁阀和调节阀的控制，以完成顺序控制。
关键词：打捆；流程；全自动；控制
1、前言
近年来，随着市场的变化，打捆机也在不断的成长，在向开发快速、低能耗、低成本的打包设备方向发展，面对市场打包的转变，打包机也在不断的创新技术，和时代同步发展，并且以技术为核心，以独特的包装方式创造价值。
钢带打包机，是使用钢带缠绕产品或包装件，然后按收紧键，收紧多余的钢带，使钢带紧贴产品或包装件，再通过热效应熔融或使用钢扣等材料将钢带两面连接的机器。钢带打包机的主要作用是使钢带能紧贴于被捆扎产品或包件表面，保证其在运输、贮存中不因捆扎不牢而散落，同时还具备使产品捆扎整齐美观的功能；避免摆放凌乱，节省仓储空间。钢带打包机正走在进一步打开国际市场的道路上，正向高素质生产、高科技研究和可靠的服务迈进，行业应全面实现自动化、多样化、多功能集成化、环保低碳的打包机新体系。
2、工艺生产要求
从炼钢出炉的板坯通过辊道直接进入到加热炉中进行保温或者直接通过辊道运输到粗轧机经过两台粗轧机后，经过飞剪切头去尾然后再到精轧机，然后经过层流冷却，最后经过卷曲机将轧好的板材卷成成型的钢卷，然后再经过卸卷小车将钢卷卸出，卸卷小车走到打捆机位时，小车落下，卷放在了打捆机上，打捆机开始打捆，打完一道，大车向前移动打下一道，根据钢卷宽度设定打几道。打捆结束后，卸卷小车升起托起钢卷向前走，将钢卷运走。带钢成卷后，经卸卷小车卸卷并放置在打捆机站上经打捆机打捆，是为了便于运输。
控制系统选用德国西门子的S7-300系列PLC，该系列具有紧凑的、无槽位限制的模块化、无排风扇结构，它能满足中等性能要求的应用。系统基本组成为：电源模块PS、CPU模块、接口模块IM、信号模块SM、通信处理器CP、功能模块FM等，各种单独的模块之间可以广泛组合以满足不同的控制要求.
SIMATIC S7-300的大量功能能够支持和帮助用户进行编程、启动和维护，其主要功能如下：
（1） 高速的指令处理。0.1～0.6 us的指令处理时间在中等到较低的性能要求范围内开辟了全新的应用领域。
（2） 人机界面（HMI）。方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，因此人机对话的编程要求大大减少。
（3） 诊断功能。CPU的智能化的诊断系统可连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊系统事件。
（4） 口令保护。多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和改。
3、打捆机的组成及动作原理
在全自动方式下， 钢卷运送到打捆机前时， 由轧线计算机将捆带数量、打捆指令下送到打捆机控制系统， 由打捆机自动完成对钢卷的打捆功能。打捆机所有设备的控制按照动作时序一环扣一环地进行。以每个设备的检测器件为主体， 结合相应步骤的超时保护、超脉冲保护以及超限保护，构成了一个结构紧凑、控制严谨的独立控制系统。打捆机的 PLC 控制系统采用德国西门子的一套 S7 315 2DP CPU、三套 ET200S、一套镶嵌有O P170B 触摸屏的现场操作台和两个机旁操作箱组成。其配置结构如图1所示。
打捆机在自动状态下，主要为以下工作状态（主要流程图如下图2）：
（1）按下输送按钮， 钢卷输入， 到达指定位置时碰触行程开关自动停止。
（2）旋紧机构电机启动将钢丝旋紧， 由接近开关发出停止信号。
（3）送丝机构启动， 将钢丝送入， 液压缸上的继电器检测是否到位， 到位则发出停止信号， 送丝机构退回并将钢丝抽紧。
（4）剪丝机构切断钢丝， 由剪丝机构的液压缸继电器发出停止信号， 剪丝机构退回。
（5）打结机构将钢丝打结， 打捆任务结束。
4、结论
带卷打包是整条钢卷生产线比较重要的一个环节。由于打包钢卷为热轧钢卷，打捆时温度较高，操作员不能长时间近距离靠近打包机，增加了打包过程中的难度。另外，严格的打包质量、频繁的动作控制以及高温的工作环境使打包机容易出现故障，这将严重影响生产效率。所以，一套全自动控制的打捆机，将很大程度的减小劳动力，提高钢卷打捆作业的效率。
参考文献：
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