定尺剪主傳動控制

李憶

【摘要】定尺剪主傳動由1臺整流回饋+1臺整流裝置+2臺逆變器驅(qū)動兩臺交流電機(jī)，通過一個二輸入二輸出的減速箱帶動曲軸運(yùn)動，二根偏心曲軸帶動剪刃做滾切運(yùn)動完成剪切動作，曲軸編碼器測量曲軸角度，PLC根據(jù)實(shí)時曲軸角度值發(fā)出相應(yīng)的控制指令。為保證剪切速度對主傳動做了APC運(yùn)動規(guī)劃。

【關(guān)鍵詞】定尺剪；主傳動；APC

滾切式定尺剪是中厚板生產(chǎn)線上的關(guān)鍵設(shè)備之一，其對鋼板長度方向上的尺寸精度控制起關(guān)鍵作用。重鋼4100生產(chǎn)線采用雙軸雙偏心滾切式定尺剪，其主傳動電機(jī)采用兩臺710KW交流變頻電機(jī)，傳動裝置為1臺1500KW的西門子整流回饋裝置+1臺1500KW整流裝置+2臺1200KW的西門子逆變器構(gòu)成。PLC采用西門子S7-400，PLC與逆變器之間通過DP總線通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。定尺剪每一次剪切曲軸旋轉(zhuǎn)一周，主傳動啟制動頻繁，使定尺剪剪切時候剪刃所獲得的動能最大，且能準(zhǔn)確停位就至關(guān)重要。

1、主傳動裝置主從控制

2臺定尺剪主電機(jī)通過一個2輸入2輸出的減速機(jī)帶動兩根曲軸，從而控制定尺剪剪切。此傳動結(jié)構(gòu)為硬連接，兩臺主電機(jī)通過力矩同步控制實(shí)現(xiàn)同步功能。主逆變器通過一根光纖與從逆變器相連，通過串行通訊鏈路來控制從變頻器[2]。主逆變器給從逆變器傳送的數(shù)據(jù)主要有：傳動控制字，速度環(huán)輸出的轉(zhuǎn)矩實(shí)際值，從傳動裝置接收以上數(shù)據(jù)，并通過相應(yīng)的設(shè)置進(jìn)行控制。為加快速度響應(yīng)，主從裝置加減速時間均設(shè)置為1S。主從參數(shù)[3]如下表所示：

2.硬件組態(tài)

PLC與主傳動裝置通過profibus-DP總線連接，PLC通過DP總線向變頻器傳輸啟/停，速度等控制字，同時讀取變頻器的各種狀態(tài)字。定尺剪控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)[1]如下圖所示：

以主機(jī)為例逆變器硬件組態(tài)時候選擇：PPO4：0PKW/6PZD ，分配的讀起始地址為556，寫起始地址為536。使用SFC14和SFC15兩個塊實(shí)現(xiàn)PLC與逆變器之間的數(shù)據(jù)交換，LADDR為讀起始地址和寫其實(shí)地址的十六進(jìn)制值。讀入數(shù)據(jù)存放在DB100的0至12位中，寫的數(shù)據(jù)存儲于12至22中程序如圖所示：

3、軟件設(shè)計(jì)

3.1曲軸位置信號

曲軸編碼器選用分辨率為1024的絕對值編碼器，輸出信號為格雷碼編碼，為了方便計(jì)算處理需轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，在轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。格雷碼的高位和二進(jìn)制碼的高位相同，其高位與次高位的異或運(yùn)算得到二進(jìn)制碼的次高位，依次類推即可得到格雷碼對應(yīng)的二進(jìn)制碼。二進(jìn)制碼通過數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換可直接得到十進(jìn)制實(shí)型數(shù)據(jù)，編碼器線數(shù)除以360為一個常數(shù)，將實(shí)型編碼器實(shí)時值除以該常數(shù)即為曲軸實(shí)際值。

3.2主傳動運(yùn)動規(guī)劃

在一根曲軸上安裝絕對值編碼器一個用于測量曲軸角度，在另一根曲軸上安裝指針盤一個，盤體固定在機(jī)架上，指針隨曲軸運(yùn)動。編碼器值與指針值一致。定尺剪剪切一次曲軸旋轉(zhuǎn)360度，為了適應(yīng)停位誤差減少停位不準(zhǔn)，設(shè)定正負(fù)5°范圍為原位，為使剪刃剪切時獲得最大的動能，停位準(zhǔn)確且剪切一次運(yùn)行時間最短，經(jīng)過由于壓板升級液壓缸的動作，及擺動輥道升降前后移動動作的制約，實(shí)際剪切次數(shù)可達(dá)到10次每分，也就說每一次剪切必須在6秒以內(nèi)完成。為此主傳動控制系統(tǒng)引

4、總結(jié)

介紹了定尺剪主傳動控制系統(tǒng)的工藝要求，描述了傳動控制和PLC控制實(shí)現(xiàn)，并著重講述了控制實(shí)現(xiàn)中的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了應(yīng)用在定尺剪外，還廣泛應(yīng)用于其它設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]寥常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)第二版.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2]西門子電氣傳動有限公司.矢量控制使用大全.西門子電氣傳動有限公司，2007.

[3]西門子電氣傳動有限公司.CUVC主從控制的應(yīng)用.西門子電氣傳動有限公司，2007.8.