探讨自动控制系统3000m滚切式定尺剪自动制约体系结论

论文导读：
【摘要】 国内的轧钢企业中钢板横切机组中应用比较广泛的是滚切式定尺剪。主要用于定尺剪切以及切头.切尾.切试样使之板长尺寸准确.边部整齐.切口光滑。针对以上要求该机组应用可编程控制器来实现整个生产过程的自动控制,可编程控制器选用世界上比较先进的德国西门子公司的S7-400、PROFIBUS通信以及人机界HMI相结合的自动化控制设计理念,并针对滚切式定尺剪控制特点,采用了独特的设计方案,应用于武汉中厚板车间3000m滚切式定尺剪自动控制系统。
【关键词】 滚切式定尺剪西门子PLCPROFIBUS-DP通讯人机界面HMI
组成及工作原理

1.1 设备组成

本机主要部分包括:机架、传动装置、齿轮箱、上刀架及连杆、下刀座、刀座装配、剪刃侧隙调整装置、前、后测量辊、前面板及压板、换刀装置、机架辊、导位装置、稀油润滑、液压管路及干油管路等组成。

1.2 工作原理

滚切式定尺剪是装有半径为R=72m弧形上刀片的上刀架,在具有相同相位角和偏心半径的两个曲轴及连杆带动下,并在控制杆的约束中,上刀片沿一个水平基面实现理想的滚动运动中将钢板剪断。
该基面比水平的固定下刀片略低约5mm。基面与下刀片的高度差即是上、下剪刃的重叠量,剪切过程中该重叠量基本保持不变。
上刀片运动到上始点停止,由机组辊道将钢板送进一个确定的剪切定长,钢板停止运动之后,压板机构将钢板压住。刀片在两曲轴带动下完成钢板的剪切,这一动作连续不断重复进行,直至切完这一张钢板为止。
2 电气控制系统

2.1 电控设备组成

本机组共有控制柜23台,其中电源进线柜4台(其中三台作变频控制柜或交流传动控制柜),交流变频控制柜17台,交流传动控制柜4台,PLC控制柜1台。操作台3台、操作箱8个、接线箱1个。

2.2 交流变频传动系统

本机组共有交流变频传动设备8台,采用SIEMENS公司生产的6SE70系列全数字交流变频调速装置组成的多传动式供电系统供电。本供电系统由整流回馈单元、自耦变压器和直流母线组成了供电部分,由各逆变单元组成了传动部分。各逆变单元的控制指令工作状态均通过PROFIBUS-DP现场总线实现全线联网监控。为了提高速度控制精度,各设备均采用光电编码器组成数字式速度反馈系统。
由于主剪机和夹送辊均由两台电动机传动,为了保证两台电动机的速度同步,它们分别采用了速度同步的主从控制系方式。

2.3 液压、气动传动系统

本机组设有一个液压站,站内设有3台低压泵、2台高压泵和2台循环泵。液压站设有油温、油压、油位和油路堵塞的检测,还设有电加热器和冷却水阀。
本机组共有电磁液压阀27个,除剪机刀架锁紧源于：大学生论文www.7ctime.com
缸采用高压泵供油外,其余均由低压泵供油。
本机组共有气缸1个,用于1个干油站的换相控制。
液压缸的电磁阀均采用DC24V电源供电,气缸的电磁阀采用AC220V电源供电。

2.4 PLC控制系统

本机组的PLC控制系统采用了SIEMENS公司的PROFIBUS-DP现场总线控制系统。主站为SIMATIC S7 400,下设18个从站。其中9个分布式I/O ET200M、8台ACS800系列交流变频传动装置、1个HMI(触摸屏)。另外,本机组还设有1个操作员站,用于机组控制参数的设定和运行状态的实时显示。操作员站通过工业以太网与S7 400进行通讯,通过工业以太网还可以与用户的计算机系统相连接。操作员站采用SIMATIC Win CC组态软件。
本机组PLC控制系统的主要控制功能如下:(1)全线运行及联锁控制。(2)全线运行速度的分配与给定控制。(3)全线运行工艺参数的设定与显示。(4)自动控制项目的控制。(5)全线运行状态的监控和故障报警。
网络拓扑图如图1:
系统配置
处理器CPU414-2DP
从站控制器ET200M
计数器模板FM350
模拟量输入模块 331 6ES7-331-7KB0l-0AB0
模拟量输出模块 332 6ES7-332-5HD01-0AB0
数字输入模块321 6ES7-32l-1BL00-0AA0
数字输出模块322 6ES7-322-1BL00-0AAO
3 结语
3000滚论文导读：的圈数并辅以定尺机挡板,实现对板长精度的控制,可以满足一般精度的要求,但由于机械惯性与钢板弹性等因素,始之不能满足高精度的要求。为了提高其精度,现采用光电编码器实现对转速的控制,根据高精度的要求选择适当的光电编码器,将模拟量转化为数字量,通过理论计算控制数字量,使机组在现场调整时,对参数的修改更加容易。参
切式定尺剪具有结构简单,制造容易,造价低,定尺范围大,控制参数便于修改等特点,现已被武汉钢厂剪切车间使用。该机组是通过用理论计算的,通过测量辊的圈数并辅以定尺机挡板,实现对板长精度的控制,可以满足一般精度的要求,但由于机械惯性与钢板弹性等因素,始之不能满足高精度的要求。为了提高其精度,现采用光电编码器实现对转速的控制,根据高精度的要求选择适当的光电编码器,将模拟量转化为数字量,通过理论计算控制数字量,使机组在现场调整时,对参数的修改更加容易。
参考文献:
西门子公司《S7—300程序控制硬件与安装》.
西门子公司《STEP7梯形逻辑参考手册》.
[3]西门子公司《STEP7程序设计编程手册》.
[4]西门子公司《S7—300产品概述》.
[5]西门子公司《6RA70直流调速装置使用手册》.
[6]西门子公司《S7—400程序控制硬件与安装》.
[7]西门子公司《S7—400产品概述》.