一、引言济钢中板厂精整北线于2006年建成投产，设计过程中考虑场地布局等因素，采用喷号机横跨辊道，标识在钢板静止时喷号机的移动对钢板进行标识，并且考虑生产节奏等因素，钢板标识过程必须简单快速，因此对钢板自动标识系统的要求较高。二、系统组成自动喷号机系统基础自动化级包括一个S7-300PLC主控制系统、一台触摸屏监控站、一台上位机、3个ET200站和1台变频器等。出于可靠性的考虑，将控制系统的功能分离，即：下位机执行保
一、引言
济钢中板厂精整北线于2006 年建成投产，设计过程中考虑场地布局等因素，采用喷号机横跨辊道，标识在钢板静止时喷号机的移动对钢板进行标识，并且考虑生产节奏等因素，钢板标识过程必须简单快速，因此对钢板自动标识系统的要求较高。
二、系统组成
自动喷号机系统基础自动化级包括一个S7-
300PLC主控制系统、一台
触摸屏监控站、一台上位机、3个ET200站和1台
变频器等。出于可靠性的考虑，将控制系统的功能分离，即：下位机执行保护、控制和数据的采集，脱离上位机也能独立与系统进行控制，上位机执行显示、操作、报警、存储等。系统示意图如下：
2.1 S7-300PLC主控制系统
PLC系统主要进行逻辑控制、数据采集、控制各执行机构等，负责整个网络的数据交换与共享，将采集的
开关量和模拟量信号进行逻辑控制和控制连锁以及用于显示和报警等。
2.2监控站
TP270是一个集成的人机界面系统和监控管理系统，它包括图形设计器、报警记录、标记记录、报告设计器、全局脚本、控制中心、用户管理等功能。用于实时监控系统运行情况，显示主要运行参数，并提供系统报警和故障显示。
2.3 ET200站
ET200是高密度配置的
模块化I/O站，保护等级为IP20。主要用于S7-300可编程控制器的信号，功能和通讯模块扩展。系统中共使用了3个ET200M分站，完成整个系统的数字量数据采集、模拟量数据采集、控制信号采集、电磁阀等执行系统运行状态显示。
2.4 检测系统和执行机构
控制系统的检测系统包括旋转
编码器、
温度传感器、液位传感器、控制限位等。控制系统的执行机构是分布在现场的各种电磁阀、悬臂电机等。通过控制各电磁阀的得电失电状态控制喷号机机械机构的运行，喷头的喷漆状态，打字头的工作状态等。
2.5上位机系统和喷漆、打字控制器
上位机系统主要完成喷漆打字选择和喷漆打字的标识内容等，喷漆和打字控制器主要完成将上位机输入的喷漆和打字内容转化为控制电机和电磁阀得失电的信号，从而完成钢板标识。
三、系统应用
3.1系统硬件构成
喷号机控制系统采用西门子STEP7编程软件进行系统硬件组态和程序编制。硬件主站为CPU317-2DP，系统网络硬件组态如下：
以CPU317-2DP为主站，包含上位机，TP270触摸屏以及MAGNEMAG I/O控制模块等。主站网络构成为：
硬件说明：
UR主站及30#和
40#分站分布在主控制室，主要完成所有的控制逻辑及与上位机，TP270的通讯处理，与两台PC-
104计算机的数据交换等。
60#分站为现场的检修操作箱，主要完成现场所有信号的采集及控制现场所有电磁阀的执行机构。
80#分站为悬臂电机控制变频器，主要通过控制电机完成喷漆头和打字头的移动和准确定位，从而完成钢板的标识。
3.2系统软件编程
3.2.1
通过STEP7软件组态硬件后，根据系统工艺要求将程序分为各个功能块，各个功能块通过内部的程序设计完成各自功能，各个独立功能系统组合从而完成整个喷号机系统的工作。
3.2.2标识打字内容编辑软件
标识内容编辑软件主要是通过改变喷号机的PC-104计算机的执行文件，从而改变标识内容，达到设计要求，并且可以根据生产工艺要求随意改变喷漆及打字内容。
3.3系统运行说明
3.3.1系统监控
系统中监控站开发的人机界面HMI显示的内容有图形、数据等，还有软开关供操作工操作，并将设备按照处理工艺的功能步骤分在多张画面内，分为系统总图、标识数据、系统设定、状态显示、报警显示图等。监控站接收PLC的实时数据，还用于显示相应的运行过程数据及工作状态，供操作工监控。特别是对各个系统的连锁设置了全面报警值，将各种机构动作、报警信息在报警记录中显示出来，出现报警的时候在报警栏显示报警记录，并通过画面颜色闪烁提示操作者有故障发生，对各种数据进行处理形成各种报表，并存储历史数据。
在投用后根据生产工艺的要求，不断完善系统的显示，特别是在设置了报警信息的提示系统，当系统出现不正常工作时，相应提示故障内容及可能造成故障的原因，极大地方便了操作人员的操作，根据报警提示尽快地解决问题，保证生产的稳定顺利进行。
3.3.2 PLC系统
PLC和ET200站是系统的主要构成部分，在系统中共有3个分站和悬臂电机驱动变频器，主要是将ET200站安装在距离中心控制室较远而控制点又比较集中的控制现场，利用西门子的Profibus-DP通讯协议形成远程I/O。各ET200及PLC之间只通过一根DP网线连接，这样既可以保证各I/O及模拟量信号准确采集，又节省大量控制电缆和信号电缆，并且西门子DP网络抗干扰能力强，从而保证了系统的稳定运行。现场ET200负责采集就近I/O及模拟量信号，而且完成系统的就地控制和状态显示，对喷号机操作也实现两地控制（现场控制和操作台控制）。通过ET200应用真正实现了喷号机控制系统的远程通讯，从而达到检测元件、执行元件分散但是控制统一的目的。系统投用后，在技术人员解决了系统不稳定运行的一系列原因及设备隐患后，通过对喷头和打字头的系统改进和维护，以及悬臂电机编码器和喷头喷漆编码器的运行环境的改善，解决了长期困扰的喷漆不全和字符扭曲现象。特别是通过设定的两个
光电检测开关，用于控制喷号机下面的辊道，使钢板准确停于指定位置，并实现了与喷号机的系统连锁，在喷号机工作过程中辊道禁止运行，喷号机工作完成后系统自动解除锁定， 通过一系列的系统改造，使钢板的标识整洁，美观。并且保证了设备长期稳定运行。
3.3.3 检测系统及执行机构
自动喷号机系统主要是通过分布于现场的各种限位开关，接近开关，编码器，流量控制器，温度控制器等一系列的检测元件采集各种数据进入相应得ET200分站。通过各种采集信号的控制相应得喷漆头的上下移动，左右移动；打字的上下移动，打字头冷却空气的调节；喷头和打字头的电磁阀的
ON和OFF；油漆及稀料的控制等。
喷号机系统的主要执行机构为悬臂电机和各种电磁阀，悬臂电机主要完成对标识系统的移动以及喷漆，打字和清洗位置的准确定位等。
电磁阀主要完成对压缩空气的控制，油漆和稀料的混合控制，以及冷却空气的控制等。
3.3.4 系统功能设计
上位机操作如下：
喷号机标识系统主要通过操作人员将需要标识内容输入上位机系统，然后按下启动按钮喷号机开始工作，喷号机首先由起始位置移动到打字位置，打字结束后移动到喷漆位置，喷漆结束后移动到工作结束位置，最后回到初始位置，喷头清洗，一个工作周期结束。考虑到生产节奏要求系统设计时可以在上位机修改工作部骤：在生产较快时可以选择自动运行，这时喷号机工作结束后停留在工作结束位置，喷头清洗，然后进行下一次的标识工作，这样一次标识过程节省两次喷头由初始位置移动到工作结束位置的时间;在工艺要求下只进行喷漆时，喷号机直接移动到喷漆位置进行钢板标识。
四、结束语
济钢中板厂精整北线控制系统自投用以来，运行非常可靠，没有出现过大的系统故障，各种检测信号准确，上位机实时反映系统的运行情况，各种连锁信号灵敏，并且具有操作灵活、容易维护、稳定性好等特点。
