冷軋?zhí)幚砭€中315f緊急停車系統(tǒng)

1、<p>　　冷軋?zhí)幚砭€中315F緊急停車系統(tǒng)</p><p>　　【摘 要】馬鋼冷軋?zhí)幚砭€（推拉式酸洗機(jī)組）中的緊急停車系統(tǒng)由西門子315F系統(tǒng)構(gòu)成。本文對(duì)該系統(tǒng)中停車類型、停車控制方案和處理線的通訊形式以及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行分析闡述，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了315F系統(tǒng)和處理線的結(jié)合，并形成完整的緊急停車系統(tǒng)。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】緊急停車；315F系統(tǒng)；停車控制方案 <

2、;/p><p><b>　　一、概述 </b></p><p>　　在冷軋?zhí)幚砭€系統(tǒng)中，所有可能對(duì)人員造成危害的機(jī)械和設(shè)備都必須依照相關(guān)法規(guī)進(jìn)行技術(shù)處理。馬鋼推拉式酸洗機(jī)組屬于中小型處理線，在安全方面，使用西門子315F系統(tǒng)以及安全繼電器組成事故緊急停車（以下稱急停）系統(tǒng)。該急停系統(tǒng)符合DIN標(biāo)準(zhǔn)（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）、BS標(biāo)準(zhǔn)（英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）以及在此基礎(chǔ)上形成的EN標(biāo)準(zhǔn)（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）。

3、根據(jù)EN418安全規(guī)范，緊急停車系統(tǒng)有以下要求：當(dāng)停車按鈕有效時(shí)，打開(kāi)接觸器，同時(shí)機(jī)械閉鎖。在不能確認(rèn)危險(xiǎn)情況的地方不允許重新啟動(dòng)設(shè)備，急停中的設(shè)備必須復(fù)位后才允許重新啟動(dòng)。 </p><p>　　二、機(jī)組中涉及到的停車類型 </p><p>　　參照EN60204-1中停車類型的描述，該機(jī)組中停車類型有如下幾種：停車類型0（Emergency Off）。 </p><

4、p>　　E—Off（通常所說(shuō)OFF2）意為：立即斷開(kāi)執(zhí)行器電源停車，在電氣操作上立即斷開(kāi)斷路器。 </p><p>　　適用范圍：電氣操作控制范圍內(nèi)的單個(gè)設(shè)備。 </p><p>　　停車類型1（Emergency Stop）： </p><p>　　E—Stop意為：以傳動(dòng)設(shè)備設(shè)定加速度受控停車（通常所說(shuō)OFF3）或以機(jī)組急停加速度停車，停車后切斷電源。 &

5、lt;/p><p>　　適用范圍：一系列傳動(dòng)裝置因被處理的材料而彼此相連的機(jī)組。 </p><p>　　停車類型2（Quick Stop）： </p><p>　　Q—Stop意為：以機(jī)組快停加速度受控停車，電源保持。 </p><p>　　應(yīng)用場(chǎng)合：一系列傳動(dòng)裝置因被處理的材料而彼此相連的機(jī)組。 </p><p>　　停

6、車類型3（Normal Stop）： </p><p>　　N—Stop意為：以正常加速度受控停車，電源保持。 </p><p>　　應(yīng)用場(chǎng)合：一系列傳動(dòng)裝置因被處理的材料而彼此相連的機(jī)組。 </p><p><b>　　三、急?？刂品桨?</b></p><p>　　根據(jù)本機(jī)組實(shí)際構(gòu)成，按照工藝設(shè)備特性所產(chǎn)生的不同停車

7、需求，急停系統(tǒng)采用分區(qū)域，集中監(jiān)控的方案。 </p><p>　　急停分區(qū)情況如圖1（推拉式酸洗機(jī)組急停分區(qū)圖）所示。 </p><p>　　該機(jī)組中Q—Stop和N—Stop功能在主線控制器中實(shí)現(xiàn)，315F系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)E—Stop和E—Off。其中1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)存在變頻傳動(dòng)設(shè)備，各停車類型都存在。其余分區(qū)都是恒速馬達(dá)，只存在E—Off。 </p><p>　　圖1

8、 推拉式酸洗機(jī)組急停分區(qū)圖 </p><p>　　1.機(jī)組硬件設(shè)備組成。根據(jù)進(jìn)入急停系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量和具體分區(qū)情況，315F系統(tǒng)主要設(shè)備組成如表1所示： </p><p>　　表1 315F系統(tǒng)主要設(shè)備表 </p><p>　　2.急停系統(tǒng)和外部設(shè)備關(guān)系。急停系統(tǒng)合外部設(shè)備之間連接關(guān)系如圖2所示（簡(jiǎn)單示意圖）： </p><p>　　圖2 315

9、F系統(tǒng)連接示意圖 </p><p>　　來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的不同急停按鈕信號(hào)被采集到輸入模塊后，經(jīng)過(guò)315F CUP處理，根據(jù)該分區(qū)所屬急停類型，在特定的時(shí)間分別輸出不同類型的緊急停車信號(hào)，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有效、受控的停止。 </p><p>　　3.急停處理過(guò)程。根據(jù)不同的區(qū)域，315F CUP處理過(guò)程分兩種情況： </p><p>　　情況1：只有E—Off區(qū)域，1區(qū)、2區(qū)、3

10、區(qū)以外的區(qū)域。其控制順序如圖3所示： </p><p>　　圖3 只有E-OFF區(qū)域停車順序 </p><p>　　該類急停區(qū)域因和物料輸送不產(chǎn)生直接關(guān)系，因此急停按鈕被觸發(fā)后，立即切斷電源，直接OFF2。 </p><p>　　情況2：有E—Stop區(qū)域，1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)。其控制順序如圖4所示： </p><p>　　傳動(dòng)設(shè)備停車順序如圖。

11、停車監(jiān)控時(shí)間結(jié)束時(shí)，任何情況下傳動(dòng)系統(tǒng)都必須停車，不論信號(hào)N=0和I=0是否滿足。 </p><p>　　步驟說(shuō)明：（1）E—Stop按鈕被觸發(fā)。（2）檢查機(jī)組狀態(tài)信號(hào)N=0和I=0。該信號(hào)由基礎(chǔ)自動(dòng)化（主速度控制器）的相應(yīng)控制器產(chǎn)生并輸出。（3）與物料相關(guān)的傳動(dòng)設(shè)備開(kāi)始按E—Stop斜率停車。該停車信號(hào)由基礎(chǔ)自動(dòng)化的相應(yīng)控制器產(chǎn)生并輸出給主令速度控制器。（4）監(jiān)控E—Stop 斜率函數(shù)。該信號(hào)由基礎(chǔ)自動(dòng)化的相應(yīng)

12、控制器產(chǎn)生并輸出。基礎(chǔ)自動(dòng)化的相應(yīng)控制器對(duì)dV/dt信號(hào)（主速度控制器）的變量進(jìn)行評(píng)估。 </p><p>　　圖4 E-STOP區(qū)域停車順序 </p><p>　　（5）結(jié)束斜率監(jiān)控定時(shí)。（6）掃描機(jī)組狀態(tài)信號(hào)N=0和 </p><p>　　I=0。該信號(hào)由基礎(chǔ)自動(dòng)化的相應(yīng)控制器產(chǎn)生并輸出。（7）斷開(kāi)E-Stop繼電器。意即相關(guān)傳動(dòng)設(shè)備由接觸器斷電。（8）開(kāi)始斜率

13、監(jiān)控定時(shí)。該時(shí)間值最大為500毫秒，在調(diào)試期間根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定為300毫秒。（9）檢查斜率監(jiān)控定時(shí)。（10）如果斜率監(jiān)控定時(shí)器因（5）“E-Stop斜率OK”沒(méi)有按時(shí)輸出或沒(méi)有輸出而停止，傳動(dòng)設(shè)備開(kāi)始按裝置內(nèi)部斜率停車（OFF3）。（11）檢查機(jī)組狀態(tài)信號(hào)N=0和I=0。該信號(hào)由基礎(chǔ)自動(dòng)化的相應(yīng)控制器產(chǎn)生并輸出。（12）開(kāi)始停車監(jiān)控定時(shí)。在調(diào)試期間根據(jù)工藝設(shè)備要求以及實(shí)際情況調(diào)整為6秒。（13）停車監(jiān)控時(shí)間到后，無(wú)論情況如何，斷開(kāi)E-S

14、top接觸器。 </p><p>　　4.急停系統(tǒng)和外部接口。315F急停系統(tǒng)和主控制器以及人機(jī)接口之間的關(guān)系如圖5所示。 </p><p>　　圖5 315F系統(tǒng)于外界數(shù)據(jù)交換 </p><p>　　E—Stop按鈕被觸發(fā)后，急停系統(tǒng)將數(shù)據(jù)B傳送給主線控制器，同時(shí)接收主線控制器返回的數(shù)據(jù)A，以實(shí)現(xiàn)圖4中所描述的停車順序，對(duì)于人機(jī)接口方面，急停系統(tǒng)及時(shí)地把不同分區(qū)的

15、急停狀態(tài)以及按鈕狀態(tài)傳輸給HMI，待危險(xiǎn)情況處理完畢后，通過(guò)HMI對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的急停復(fù)位確認(rèn)，以重新啟動(dòng)發(fā)生急停的設(shè)備。 </p><p><b>　　四、結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)以上方式，315F急停系統(tǒng)已融入處理線中，并承擔(dān)緊急停車任務(wù)。不同的停車類型在不同的控制器中完成，使停車類型層次更加分明；分區(qū)急停使處理線形成不同的安全區(qū)域，相互獨(dú)立；和主線控