1钢丝热镀锌生产工艺及现状
钢丝热镀锌生产线包括：工字轮放线机组，超声波清洗设备、退火（热处理）炉、热水清洗设备、热镀锌炉、助镀设备、热镀锌铝合金、收线机组等部分构成。1）工字轮放线机。采用无动力阻尼放线系统，与收线机协同进行张力控制。2）超声波清洗设备。由PLC中控系统进行全程自动化控制，涉及功率调节及起停控制。3）热水清洗设备。采用电阻丝作为加热元件，利用接触器对加热电阻丝进行进行启停式加热控制，统一由中控系统进行全程自动化控制，带温度报警控制。4）退火（热处理）炉。采用电阻丝作为加热元件，利用接触器进行温度加热粗调，再利用可控硅进行温度细调。在控制温度下，利用氢气还原去除钢丝表面的氧化层。5）助镀设备。采用电阻丝作为加热元件，利用接触器进行加热控制，统一由中控系统进行全程自动化控制，带温度报警控制。6）上加热镀锌设备。采用电阻丝作为加热元件，利用接触器进行基础加热控制，外加采用可控制硅进行调功调压控制调节加热元件的功率，统一由中控系统进行全程自动化控制，带温度PID及报警控制。7）上加热热镀锌铝设备。采用电阻丝作为加热元件，利用接触器进行基础加热控制，外加采用可控制硅进行调功调压控制调节加热元件的功率，统一由中控系统进行全程自动化控制，带温度PID及报警控制。8）倒立式梅花收线机。采用大功率高性能变频器对收线电机组和盘车电机组进行速度控制，满足工艺要求，此外，加入计米控制带去废线功能。现有生产线中，退火炉控制采用PID仪表和可控硅进行温度控制与调节，收线机组采用变频器对收线机组进行收线速度调节。经过改造采用PLC采集现场温度信号和收线机组变频器运行速度信号，利用触摸屏的配方功能实现不同规格产品工艺参数的统一调整，减少人为因素造成的误差。
2钢丝热镀锌生产控制方案
钢丝热镀锌控制系统主要由西门子S7－300系列PLCCPU215－2PN／DP、触摸屏MP277和上位机WinCC监控系统等构成。利用PLC和触摸屏完成对热镀锌生产工艺的实现，包括：超声波清洗控制，退火（热处理）炉、热水清洗设备、热镀锌炉、助镀设备、热镀锌铝合金设备等的启停控制和温度控制，收线机组的变频调速控制及计米等控制［1－2］。利用上位机WinCC监控系统完成生产线的报表功能设计，包括班报表、日报表、月报表等查询功能设计。
2．1温度控制方案
在整个钢丝热镀锌生产工艺中，退火（热处理）炉、镀锌炉和镀锌铝合金炉的温度控制至关重要，直接影响镀锌钢丝的成品质量。在退火炉中上下均匀排布加热电阻丝［3］，使整个炉膛温度加热均匀，再通过温度传感器实时检测退火炉炉膛温度，利用接触器对加热电阻丝进行快速升温／降温控制，对炉膛温度进行粗调控制，当温度接近设定值时，利用PLC输出4～20mA模拟量信号调节可控硅对加热电阻丝进行温度细调控制，完成退火炉等的精确温度控制［4－5］。其温度控制系统框图如图2所示，其中退火（热处理）炉还包含氧含量检测。
2．2收线机组控制方案
钢丝热镀锌工艺流程最后段为收线机组。采用倒立式梅花收线机，由1个变频器配合接触器对28台收线电动机进行收线速度控制，其控制系统框图，主要由人机界面，就地操作面板、变频器电机组等构成，由接近开关检测收线机轴旋转信号，完成收线计米控制；接线盘可临时存储少量钢丝，利用电磁阀控制接线盘开闸合闸，当达到计米长度时，手动合闸接线盘，完成收线工作后即可开闸接线盘继续收线工作。
2．3触摸屏控制方案
利用MP277触摸屏主要完成对退火（热处理）炉、镀锌炉和镀锌铝合金炉的温度监控，包括：温度实时显示、温度值设置及温度报警控制；对收线机组进行收线机组逻辑控制，包括：钢丝计米设置、当前计米实时显示、计米完成预报警及完成报警功能；根据钢丝规格的不同对钢丝热镀锌的生产工艺进行配方化设计及管理，方便现场操作。
2．4上位机WinCC监控方案
利用WinCC采集PLC的计米信号实时存放在SQL数据库中，再利用SQL数据库的查询等功能，实现WinCC产量报表的组态。
3结束语
系统利用西门子PLC进行全集成自动化控制系统改造后，对退火炉、镀锌炉等温度进行自动化控制及实时显示现场温度值，特别是退火炉增加了氧气含量实时检测，减少了因为预防氧气含量过高发生爆炸而人为提高氨气分解气的流量，在放线机组和热水清洗设备之间增加大功率超声波清洗设备声乐艺术论文，减少了钢丝漏镀的概率。通过改造，提高了钢丝热镀锌生产线的稳定性和经济效益。
作者：盛强 陆波 单位：湖州职业技术学院机电工程分院
