1.引言

　　采用氧化鎢還原工藝生產(chǎn)鎢粉時，生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)對鎢粉質(zhì)量有著重要的影響。這些參數(shù)主要有還原溫度、氫氣壓力、氫氣露點、推舟速度等。在我國，目前對鎢粉還原工藝生產(chǎn)過程的監(jiān)測和控制比較落后，除了還原爐的溫度是采用儀表控制外，工藝過程主要靠人工操作，造成產(chǎn)品的質(zhì)量起伏很大。

　　通過采用CC-Link IE Field網(wǎng)絡系統(tǒng)和三菱控制產(chǎn)品進行還原工藝，可以大大地消除人們對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，有利于工藝條件的穩(wěn)定，配合最佳工藝條件的尋找，可以達到穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)鎢粉的目的。通過上位機實時監(jiān)控爐溫，壓力，速度等參數(shù)，從而提高了生產(chǎn)管理水平，減少了由于工藝參數(shù)不穩(wěn)定所帶來對鎢粉質(zhì)量的影響，改造了傳統(tǒng)工藝，為以后鎢粉還原爐的技術改造和信息自動化提供了基礎。

　　(1)爐頭室，爐尾室的上料下料采用伺服定位控制與變頻器控制，可實現(xiàn)上、下料的精確定位控制。

　　(2)采用CC-Link IE Field網(wǎng)絡系統(tǒng)，主控制集中程序管理，通過各個子站設備的鏈接刷新從而統(tǒng)一控制設備運行，可根據(jù)現(xiàn)場的情況靈活調(diào)整鎢粉還原的各項工藝參數(shù)。

　　(3)主站通過QJ71MB91MODBUS通訊模塊對部分溫控儀表進行通訊數(shù)據(jù)采集，通過Q61LD模塊對鎢粉進行稱重記錄處理，并在觸摸屏上實現(xiàn)實時記錄功能。

　　(4)變頻器、伺服電機自帶完善的保護和自我診斷功能，配合PLC，HMI等工控產(chǎn)品，可進一步提高鎢粉還原爐設備的可靠性、監(jiān)視維護、各類型產(chǎn)品選擇生產(chǎn)等自動化功能。

　　2.系統(tǒng)結構與工藝

　　該控制系統(tǒng)采用了分層次的主從站的結構設計方法，這種控制方法的優(yōu)點是各個站之間相互獨立，同時可以隨時通過CC-Link IE Field網(wǎng)絡進行循環(huán)參數(shù)刷新，以此使各個站之間緊密地聯(lián)系起來。這樣系統(tǒng)結構相對清晰，便于修改和增加新內(nèi)容，靈活性比較強，與此同時也提高系統(tǒng)的可靠性。

　　網(wǎng)絡系統(tǒng)主要分為7個大站，分別是主控制、爐頭、爐尾、裝料、倒料、清渣、氫氣。

　　主控室：作為網(wǎng)絡的主站，負責整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的總調(diào)度，在不同的程度上協(xié)調(diào)主站與各個子站及設備站之間的動作。其所有的邏輯程序在主站中編寫，對所有MODBUS儀表的數(shù)據(jù)進行采集;連接上位機來實現(xiàn)人機交互功能;對變頻器、遠程設備站之間的網(wǎng)絡進行控制。

　　爐尾室：通過爐尾X、Z軸定位到相應的爐管，打開爐門，勾桿前進，勾桿勾舟(此為推桿式還原爐設備方式，采用雙層舟疊加還原方式)，勾桿返回，關閉爐門。完成之后爐尾X、Z軸定位到傳送梁位置，勾桿定出舟，如此反復15個爐管的順序控制動作。

　　倒料站：判斷是否為雙層舟，若是則進行分舟，分舟機構動作，完成之后傳送梁上升、前進、下降直至到達倒料位置，倒料機構動作，倒料完成之后倒料機構復位，傳送梁上升后退下降返回勾料位置等待下一舟傳送。

　　清渣站：判斷是否需要清渣，需要則清渣機構動作，清渣完成之后清渣機構復位，傳送梁上升前進下降，電梯下降，退出舟，傳送梁上升前進下降到達裝料置。裝料站：空舟到達裝料站之后裝料站開始準備裝料，傳送梁前進，扒料機構動作，雙層舟疊加動作。

　　爐頭室：裝料完成之后，爐頭X、Z舟定位到相應位置，開門推舟進爐管，完成之后關閉爐管門，如此反復進行15個爐管的裝料動作。

　　氫氣站：在爐管門打開的時候進行氫氣動作，爐頭、爐尾只能同時打開一個門。

　　3.程序的結構特點

　　3.1 將所有子站及設備站的IO設置，并分配相應的鏈接參數(shù)，映射到主站的相應軟元件區(qū)域。建立相應的分站子程序，其軟元件分配和刷新如下圖所示：

　　3.2 建立單獨的MODBUS 通訊程序，進行儀表的數(shù)據(jù)采集功能，將其數(shù)據(jù)存儲到特定的寄存器里，以便應對順控程序對儀表數(shù)據(jù)的調(diào)用和控制。

　　3.3 通過CC-Link IE Field的網(wǎng)絡讀寫變頻器的運行控制參數(shù)，從而達到控制變頻器運行方式的目的。

　　3.4 裝料站與倒料站在網(wǎng)絡中是作為本地站，其順控程序需單獨編寫，Q61LD所采集的重量數(shù)據(jù)存儲于本地站的寄存器地址當中，以便本地站在順控程序中方便調(diào)用稱重模塊所采集的數(shù)據(jù)值，通過對工藝的數(shù)據(jù)，需數(shù)據(jù)交換的寄存器通過QJ71GF11-T2 模塊進行數(shù)據(jù)刷新。

　　3.5 通過ZP.REMFR、ZP.REMTO這兩條專用指令讀寫智能設備站的參數(shù)，從而有效的完成定位控制功能，模擬量采集功能，邏輯控制功能，主要是針對于L系列模塊所帶的子站設備。

　　4.鎢粉還原系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試及難點

　　第一步：檢查伺服電機及放大器、變頻器、PLC、控制回路接線以及機械結構是否正確，檢查硬件配置與實際情況是否吻合。

　　第二步：通電后開始對PLC的IO點位和字數(shù)據(jù)進行CCLink IE Field網(wǎng)絡的刷新分配以及確認硬件上的點位信號是否可以正確接收與發(fā)送。

　　第三步：通過試運行模式來測試伺服電機和變頻器是否運行正常。

　　第四步：根據(jù)控制模式對變頻器進行參數(shù)設置，設置為CC-Link IE Field網(wǎng)絡來進行運動控制的模式。

　　第五步：根據(jù)伺服的控制模式以及機械結構來設置伺服參數(shù)，包括通過自動調(diào)諧來調(diào)整電機的穩(wěn)定性。

　　第六步：對MODBUS模塊以及下位儀表的串口數(shù)據(jù)進行參數(shù)設置。

　　第七步：設置完這些參數(shù)之后開始根據(jù)工藝進行程序編寫，一站一站的分塊調(diào)試，最后通過CC-Link IE Field網(wǎng)絡通訊進行系統(tǒng)設備地聯(lián)機調(diào)試。

　　第八步：兩臺觸摸屏進行異地控制，但是當操作其中一臺的情況下另一臺只能是處于監(jiān)視狀態(tài)，不能修改數(shù)據(jù)。解決方案：建立兩個權限觸摸屏與觸摸屏之間相互互鎖即可。

　　4.1 變頻器參數(shù)基本設置

　　4.2 伺服拓撲圖及參數(shù)設置

　　根據(jù)其機械結構來設置機械參數(shù)，比如轉脈沖數(shù)、每轉轉動距離、限制值、外部限位開關設置、模式設置、絕對器系統(tǒng)設定等。

　　4.3 Q61LD、LJ72GF15-T2-CM、L60AD4、LD77MS2所需刷新參數(shù)的設定

　　在LD77MS2自動刷新參數(shù)里面根據(jù)刷新參數(shù)范圍，填寫對應的寄存器，以便于程序的控制使用。難點：當某些參數(shù)自動刷新參數(shù)里沒有的，則需要通過CC-Link IE Field網(wǎng)絡的專用讀寫指令對智能設備站的參數(shù)進行讀寫操作,并且需要注意不同指令之間的刷新時間。

　　L60AD4和Q61LD所需控制的參數(shù)都可在刷新參數(shù)里面填寫，主站程序只需對寄存器進行讀寫即可。

　　LJ72GF15-T2-CM主要是對CC-Link IE Field網(wǎng)絡的基本設置以及所帶模塊的自動參數(shù)刷新以便于順控程序的編寫。

　　4.4 MODBUS 串口數(shù)據(jù)設置

　　5.系統(tǒng)優(yōu)點

　　5.1 CC-Link IE Field可連接遠程IO站、遠程設備站、智能設備站以及其他可編程控制器，強大的網(wǎng)絡系統(tǒng)以其先進的功能性實現(xiàn)高速的分布式控制，解決鎢粉還原爐周邊設備的分散布置。

　　5.2 程序的統(tǒng)一集成化處理，解除調(diào)試期間主站與子站之間來回下載程序的麻煩，并高效率、更方便地完成系統(tǒng)設備的自動聯(lián)調(diào)程序。

　　5.3 可通過對設備以及儀表的控制，對其還原爐的溫度進行調(diào)控，利用伺服定位可增加傳送梁與爐管之間的精確性，減少其機械損耗，從而完成對鎢粉產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控。

　　5.4 模擬量數(shù)據(jù)通過MODBUS設備進行采集，減少了在線路上的干擾及誤差，提高了數(shù)據(jù)的準確性。

　　6.系統(tǒng)難點

　　6.1 QJ71GF11-T2 控制L系列頭模塊所用專用指令對智能設備站進行參數(shù)讀寫時，存在一個掃描周期的延時。

　　解決方法：在編輯程序時所刷新的參數(shù)做延時處理即可。

　　6.2 MODBUS 通訊異常

　　解決方法：檢查各個儀表與模塊之間的通訊串口數(shù)據(jù)是否一致，檢查其硬件接線是否完好。

　　6.3 爐頭、爐尾共15個爐管錯位進出鎢粉舟的問題，因為一個爐管智能打開一個門。

　　解決方法：通過寄存器的循環(huán)移位功能進行爐頭、爐尾的任務判定。

　　6.4 2個觸摸屏同時只能有一個觸摸屏在監(jiān)控寫入狀態(tài)。

　　解決方法：通過獲取HMI觸摸信息置位某一個PLC 內(nèi)的軟元件，從而在PLC 內(nèi)部進行觸摸屏的觸摸互鎖。

　　7.總結

　　綜合以上的調(diào)試內(nèi)容分析，現(xiàn)在對于設備的集成化、自動化、智能化越來越重要，離智能化工廠的設想越來越接近。而CC-Link IE 網(wǎng)絡系統(tǒng)對三菱的FA工控產(chǎn)品都做了一個產(chǎn)品組網(wǎng)，加大了對三菱FA產(chǎn)品在工業(yè)方面的應用能力。