型材厂PILZ急停控制系统分析

型材厂PILZ急停控制系统分析

尹俊

(安宁市昆钢安宁公司新区型材厂云南昆明650300)

摘要:保障生命安全、设备安全历来是企业的生命命脉，也许一场大型的安全事故就导致企业无法翻身，安全生产也越来越受到国家和企业的重视，无疑我厂采用的急停设备是具有前瞻性的，走在了时代的前沿。本文针对型材厂PILZ急停控制系统作出了分析。

关键词：型材厂；PILZ急停控制系统；分析

前言

随着对技术安全功能的要求越来越高，其复杂程度也不断的增加，型材厂急停控制系统采用德国皮尔磁有限公司的PILZ急停设备，皮尔磁有限公司是一家具有创新精神的企业、是自动化技术安全领域知名品牌之一，PILZ也成了安全继电器的代名词，得到了广泛的认可。由于PILZ急停系统比较复杂，本人仅从控制方面入手着重分析，以解决值班过程中本系统故障时的维护工作。

1、PILZ急停控制系统的功能介绍

1.1、PILZ急停系统的具体配置包括

（1）模块支架：支架采用冗余设计，装配模块。

（2）中央处理器：采用了集成测试算法和冗余设计数，可对其编程，对数据实时处理。

（3）电源：带有集成式保护和监测回路。

（4）数字输入：32位数字输入回路，基于积分算法，用于与安全有关的功能。

（5）数字输出：32位数字输出回路，基于积分算法，用于与安全有关的功能。

（6）通讯：ProFibus标准通讯。

（7）安全总线：SafetyBusP总线，以CAN总线为基础，采用线性总线拓补。

（8）PILZ安全继电器：实现模块化控制。

1.2、主要功能

1.2.1、安全急停

通过急停触发，PILZ的输入模块对信号进行监测，根据程序和PILZ急停设备的信号监测结果迅速做出反应，输出模块和安全继电器动作，向现场设备发出急停指令。

1.2.2、可编程性

可通过程序对现场信号和监测信号进行处理和编程，利于功能分组和跨区域控制。

1.2.3、模块化功能分区

实现对处理后的信号模块化分区控制，对所控设备控制清晰明了，减少复杂化。

2、PILZ急停系统控制分析

型材厂PILZ急停系统分为三个区域：BD区、精轧区、精整区，每个区域的控制方式基本相同，现以精整区域为例进行分析。

2.1、急停触发

现场操作箱和操作台的急停信号、电气室的急停信号、HPCI生命信号（脉冲信号）都可以对其触发。急停触发信号均为常闭信号。触发急停时，一路信号反馈给IO模块，参与程序控制，一路反馈给PILZ急停设备的输入模块进行信号监测，并对其处理。控制逻辑见图1。

2.2、PILZ急停系统对设备进行分组模块化控制

急停前，HPCI柜内的安全继电器的指示灯常亮。有急停时，通过PILZ急停设备的输出模块和安全继电器对相关设备进行分组控制。此时，分组设备指示灯熄灭，所以指示灯可以作为检查急停故障的一个关键节点，快速的把故障确定在区域内。控制逻辑见图2。

2.3、对MCCRIO辅控设备的控制

分组处理后，通过安全继电器辅点对MCC设备进行控制，继电器辅点给MCC进线柜的进线电源接触器线圈供电来达到控制目的，MCC设备包括液压系统、稀油润滑系统、中压水系统、高压水系统、废料小车以及其它辅助设备。控制逻辑见图3。

2.4、对操作室RIO主控设备的控制

分组处理后，通过安全继电器辅点对操作室RIO主控设备进行控制，安全继电器辅点给区域内主控设备的输出继电器线圈供电来达到控制目的，主控设备包括现场信号的输出电源，如：液压阀、水阀、气阀等设备的电源供电，使其失去动力。控制逻辑见图4。

2.5、对科孚德690V变频器设备的控制

分组处理后，通过安全继电器辅点对690V变频器的逆变设备进行控制，安全继电器辅点给变频器分合闸进线柜的输出继电器线圈供电来控制逆变设备的控制板，从而切断逆变器的工作状态，按参数设定急停速度曲线停车。690V变频器的控制设备包括：精轧机、矫直机、飞剪。控制逻辑见图5。

2.6、对科孚德400V变频器设备的控制

分组处理后，通过安全继电器辅点对400V变频器的逆变设备进行控制，安全继电器辅点给变频器分合闸进线柜的ES、SS供电,ES、SS通过下级断路器Q7来具体控制每一个逆变设备的控制板，从而切断逆变器的工作状态，按参数设定急停速度曲线停车。400V变频器的控制设备包括：辊道、平托小车、链式运输机、换辊小车、电磁铁翻转、电液推杆、电动压下、推床、冷床主传动。控制逻辑见图6。

3、故障现象及处理过程

3.1、精轧区域UPS掉电引起的故障

精轧区域UPS掉电，HPCI及其柜内的PILZ急停设备失去电源，相当于急停。而急停会造成MCC柜、IO柜、变频柜的相关电源丢失，而这些柜中有些有着CANBUS网和局域网的电源，又会会引起CANBUS网或局域网通讯不通，并造成操作室客户端保持的数据丢失。

处理过程：恢复UPS供电后，先对PILZ急停设备复位，为MCC柜、IO柜、变频柜提供电源，并对柜内的进行检查有无跳闸现象。

从HMI画面检查CANBUS网通讯故障，CANBUS网不通的表现：HML画面上变频器图标呈灰色或红色，对其进行断电复位等操作。

从HMI画面检查局域网通讯故障，局域网不通的表现：HMI画面通讯状态栏打叉或白色显示，并检查相关PC机是否启动，对掉电的PC机，要重新启动IBA服务器的记录系统，和启动二级服务器的OPCLINK数据连接，并启动INTOCH前台用户画面。

这些故障检查完后，还要对客户端的数据进行恢复，才能对相关设备进行试车和运行。从而故障处理完毕。

3.2、操作台急停按钮线路虚接

像这类故障要求能够快速的查找到故障点，以缩短处理时间，最简单的办法就是观察HPCI柜内的安全继电器，指示灯熄灭对应的分组即是故障点，急停恢复按照故障1）的方法来处理。

4、结论

针对我们厂有些急停故障波及面广，范围大，往往要花费大量地时间来查找故障和恢复，事故停机时，会带来巨大的损失，这就需要我们不断的摸索，并熟悉设备的性能，以求在生产过程中少出故障或不出故障，来达到最大的经济效益。

参考文献：

【1】=AB503原理图、690V原理图、400V原理图：武钢集团.

【2】PILZ使用说明书.