1、冷轧处理线中 315F 紧急停车系统【摘 要】马钢冷轧处理线（推拉式酸洗机组）中的紧急停车系统由西门子 315F 系统构成。本文对该系统中停车类型、停车控制方案和处理线的通讯形式以及实现方式进行分析阐述，通过实际应用，实现了315F 系统和处理线的结合，并形成完整的紧急停车系统。 【关键词】紧急停车；315F 系统；停车控制方案 一、概述 在冷轧处理线系统中，所有可能对人员造成危害的机械和设备都必须依照相关法规进行技术处理。马钢推拉式酸洗机组属于中小型处理线，在安全方面，使用西门子 315F 系统以及安全继电器组成事故紧急停车（以下称急停）系统。该急停系统符合 DIN 标准（德国标准） 、BS
2、 标准（英国标准）以及在此基础上形成的 EN 标准（欧洲标准） 。根据 EN418安全规范，紧急停车系统有以下要求：当停车按钮有效时，打开接触器，同时机械闭锁。在不能确认危险情况的地方不允许重新启动设备，急停中的设备必须复位后才允许重新启动。 二、机组中涉及到的停车类型 参照 EN60204-1 中停车类型的描述，该机组中停车类型有如下几种：停车类型 0（Emergency Off） 。 EOff（通常所说 OFF2）意为：立即断开执行器电源停车，在电气操作上立即断开断路器。 适用范围：电气操作控制范围内的单个设备。 停车类型 1（Emergency Stop）： EStop 意为：以传动设备
3、设定加速度受控停车（通常所说 OFF3）或以机组急停加速度停车，停车后切断电源。 适用范围：一系列传动装置因被处理的材料而彼此相连的机组。 停车类型 2（Quick Stop）： QStop 意为：以机组快停加速度受控停车，电源保持。 应用场合：一系列传动装置因被处理的材料而彼此相连的机组。 停车类型 3（Normal Stop）： NStop 意为：以正常加速度受控停车，电源保持。 应用场合：一系列传动装置因被处理的材料而彼此相连的机组。 三、急停控制方案 根据本机组实际构成，按照工艺设备特性所产生的不同停车需求，急停系统采用分区域，集中监控的方案。 急停分区情况如图 1（推拉式酸洗机组急停
4、分区图）所示。 该机组中 QStop 和 NStop 功能在主线控制器中实现，315F 系统中实现 EStop 和 EOff。其中 1 区、2 区、3 区存在变频传动设备，各停车类型都存在。其余分区都是恒速马达，只存在 EOff。 图 1 推拉式酸洗机组急停分区图 1.机组硬件设备组成。根据进入急停系统设备数量和具体分区情况，315F 系统主要设备组成如表 1 所示： 表 1 315F 系统主要设备表 2.急停系统和外部设备关系。急停系统合外部设备之间连接关系如图 2 所示（简单示意图）： 图 2 315F 系统连接示意图 来自现场的不同急停按钮信号被采集到输入模块后，经过 315F CUP处
5、理，根据该分区所属急停类型，在特定的时间分别输出不同类型的紧急停车信号，使现场设备有效、受控的停止。 3.急停处理过程。根据不同的区域，315F CUP 处理过程分两种情况：情况 1：只有 EOff 区域，1 区、2 区、3 区以外的区域。其控制顺序如图 3 所示： 图 3 只有 E-OFF 区域停车顺序 该类急停区域因和物料输送不产生直接关系，因此急停按钮被触发后，立即切断电源，直接 OFF2。 情况 2：有 EStop 区域，1 区、2 区、3 区。其控制顺序如图 4 所示： 传动设备停车顺序如图。停车监控时间结束时，任何情况下传动系统都必须停车，不论信号 N=0 和 I=0 是否满足。
6、步骤说明：（1）EStop 按钮被触发。 （2）检查机组状态信号 N=0和 I=0。该信号由基础自动化（主速度控制器）的相应控制器产生并输出。（3）与物料相关的传动设备开始按 EStop 斜率停车。该停车信号由基础自动化的相应控制器产生并输出给主令速度控制器。 （4）监控 EStop 斜率函数。该信号由基础自动化的相应控制器产生并输出。基础自动化的相应控制器对 dV/dt 信号（主速度控制器）的变量进行评估。 图 4 E-STOP 区域停车顺序 （5）结束斜率监控定时。 （6）扫描机组状态信号 N=0 和 I=0。该信号由基础自动化的相应控制器产生并输出。 （7）断开 E-Stop 继电器。意
7、即相关传动设备由接触器断电。 （8）开始斜率监控定时。该时间值最大为 500 毫秒，在调试期间根据实际情况设定为 300 毫秒。（9）检查斜率监控定时。 （10）如果斜率监控定时器因（5） “E-Stop 斜率 OK”没有按时输出或没有输出而停止，传动设备开始按装置内部斜率停车（OFF3） 。 （11）检查机组状态信号 N=0 和 I=0。该信号由基础自动化的相应控制器产生并输出。 （12）开始停车监控定时。在调试期间根据工艺设备要求以及实际情况调整为 6 秒。 （13）停车监控时间到后，无论情况如何，断开 E-Stop 接触器。 4.急停系统和外部接口。315F 急停系统和主控制器以及人机接
8、口之间的关系如图 5 所示。 图 5 315F 系统于外界数据交换 EStop 按钮被触发后，急停系统将数据 B 传送给主线控制器，同时接收主线控制器返回的数据 A，以实现图 4 中所描述的停车顺序，对于人机接口方面，急停系统及时地把不同分区的急停状态以及按钮状态传输给 HMI，待危险情况处理完毕后，通过 HMI 对已经产生的急停复位确认，以重新启动发生急停的设备。 四、结论 通过以上方式，315F 急停系统已融入处理线中，并承担紧急停车任务。不同的停车类型在不同的控制器中完成，使停车类型层次更加分明；分区急停使处理线形成不同的安全区域，相互独立；和主线控制器之间通过数据交换，实现机组统一受控停机的目的；通过 HMI 实现集中监控，统一管理处理线急停系统。
