在现代工业自动化领域中，PLC（可编程逻辑控制器）是控制工业生产过程不可或缺的设备之一。西门子S7-400系列PLC系统以其高性能、稳定性和可靠性，在众多工业领域得到了广泛应用。本文以太原钢铁有限公司热连轧厂步进式加热炉的自动化改造为例，探讨了S7-400系列PLC系统在热连轧生产线加热炉自动控制系统中的应用。
文章介绍了太原钢铁有限公司在热连轧生产线加热炉自动化改造过程中采用西门子S7-400系列PLC的原因和目的。随着工业自动化和信息化水平的提升，钢铁企业对于生产线的自动化和智能化需求日益增长。在这样的背景下，太原钢铁有限公司为实现加热炉的全自动化控制，提高生产效率和产品质量，选择使用西门子S7-400系列PLC替换原有的控制系统。
在控制系统构成方面，太原钢铁有限公司所使用的S7-400系列PLC型号为416型，该型号PLC具备强大的逻辑处理能力、浮点计算能力，以及丰富的寻址方式。它还可以与上位机进行多种通讯协议的通讯，具有完善的数学函数功能，可以快速响应传感器信号，从而平稳地控制钢坯在炉内的运输，避免机械机构的冲击。此外，每座加热炉配置两套PLC系统，分别用于传动控制和燃烧控制，以实现加热炉设备的手动、半自动、自动操作。
文章详细描述了PLC与传动之间的连接方式，采用MPI网络连接取代了原来的点对点硬线连接，使用全局变量进行通讯，这种通讯方式便于维护和扩展，且不需要单独编程。全局变量的硬件配置下载可以在PLC不重启的情况下在线进行，有效地降低了电缆使用量和故障点，提高了系统的稳定性和可靠性。
在加热炉的具体操作中，步进式加热炉动作的连锁条件较为复杂，涉及推钢机、装料炉门、步进梁、出料炉门以及出钢机等多个设备的协调运作。例如，推钢机在执行自动操作前需要满足一系列的前提条件，包括推钢机处于原始位置、B辊道停止并板坯定位完毕、步进机械处于下限、装料炉门打开、板坯至少有宽度的3/4推到固定梁上等。这些条件必须满足，才能进行自动操作，而手动操作则需要步进机械处于原点。
步进梁在炉内的运输过程中也有一系列的连锁条件。步进梁与激光检测器连锁，板坯前进到遮断激光检测器后，步进梁完成当前的正循环后停止。同时，步进梁与装料炉门、推钢机、出料炉门、托出机等设备的连锁条件都进行了详细的规定，确保了加热炉在生产过程中的安全、有序运作。
文章还介绍了炉底升降机构和炉底水平机构的行程控制。炉底升降接近上限或下限时，利用升降位置检测器发出信号，传动电机停转，制动器制动以停止炉底升降。而炉底水平机构的加减速和行程控制，则通过水平位置检测器发出的加减速信号来实现。加减速的时间可以通过计算机输入的数据进行调整，保证了步进梁的每步前进行程的精确控制，实现了板坯在炉内的自动跟踪。
西门子S7-400系列PLC在太钢热连轧生产线加热炉自动控制系统中的应用，不仅提升了整个生产线的自动化水平和生产效率，还显著降低了操作难度和维护成本。通过PLC与传动设备的精确配合，实现了加热炉的平稳、有序操作，保证了生产过程的安全性和可控性。同时，通过数字化、网络化控制，为未来智能工厂的建设打下了坚实的基础。
