卷钢板校平剪板机自动控制系统—基于台达工控产品的整体解决方案.docx

卷钢板校平剪板机自动控制系统基于台达工控产品的整体解决方案摘要：钢板校平剪板机是钢板厂和钢材库房的重要设备。针对传统裁剪机系统存在的控制精度低等问题，研制了一种基于台达工控产品的460mm幅宽成卷钢板校平剪板机自动控制系统。文中主要讨论了系统设计及研制经过中的某些关键技术细节。经消费理论应用讲明该系统的设计是成功的，控制精度高，运行稳定可靠，对于类似的间歇式裁剪系统经适当修改也可适用，有推广应用意义。关键词：定长剪切快速定位算法剪切控制系统Abstract:Itisanimportantequipmenttocuttingmachineofarmorplatesmoothingforarmorplatefactoryandrolledsteeldepot.Aimedattheexistentproblems,suchaslowerincontrolprecisionetcfortraditionalcontrolsystemofcuttingmachine,theauthorresearchedandmadeasortofautomaticcontrolsystemofcuttingmachinewithplainadjustmentfunctionfor460mmwidearmorplatebasedonindustrialcontrolproductsolutionofDeltacompany.Itismainlydiscussedtosystemdesignaswellassomekeytechnicaldetailintheprocessofresearchandmanufacture.Bywayofproductionpracticeandapplication,theresultshowsthatitissuccessfulindesign,higherincontrolprecision,stationaryandreliableinrunning,andpracticableforsimilarintermissioncuttingsystemthroughsuitablemodification.Thesystemhasengineeringmeaningofgeneralizationandapplication.Keywords:CuttingofsettinglengthSpeedorientationalgorithmCuttingcontrolsystem中图分类号TP273文献标识码B文章编号1引言板材厂消费的幅宽成卷钢板一般需要经过校平和分剪,才能成为最终产品提供应客户使用，因此钢板校平剪板机是钢板厂和板材仓库重要的消费设备。由于传统的剪板机在使用方面存在众多问题，针对传统钢板校平剪板机存在的消费效率和剪切定位精度低的问题，研制了基于台达工控产品的460mm幅宽成卷钢板校平剪板机自动控制系统，该系统已投入消费使用，运行稳定可靠，控制精度高，维护使用方便，受到用户好评。本文从工艺技术角度对研制经过中的某些关键技术和工程实现相关问题作些讨论。2钢板裁剪工艺简介与传统裁剪控制存在的问题21裁剪工艺流程简介裁剪工艺流程如图1所示，裁剪系统由送料、校平、切板、皮带传送和堆放成品等5个子系统组成。原材料卷板约35mm后的钢板经送料机和压平机后，经过4m长的缓冲地坑后传送至校平子系统作校平定位，按照给定切长要求定位后，切板机将钢板裁切成成品，最后经皮带送出堆放包装。系统运行中，位于地坑中的光电开关用于根据钢板下垂程度以启动或者停顿送料机送料，以便保持送料速度与校平机运行速度相匹配，操纵人员可通过触摸屏人机界面输入每刀剪切的长度与裁切的刀数，设定完成后启动系统自动投入运行。裁切工艺的详细技术指标要求是：校平剪板机要求在裁切长度2m时，其速度能到达每分钟裁切8次，钢板长度相对误差在5mm之内。图1裁剪工艺流程图2.2工艺数据要求根据裁剪工艺需要及物理计算，知足工艺技术指标的相关技术数据配置为：送料机功率，7.5kW；校频机减速电机功率为3.7kW，减速比为15：1；切板机电机功率，4kW；皮带传送电机功率，3.7kW；校频机滚轴直径，108mm；编码器分辨率，500ppr；送料机最高速度，25m/min；切板机速度，60次/分；原料钢板厚度为35mm，宽度小于460mm；缓冲地坑：4m长，3m深。2.3传统裁剪控制系统存在的问题按上述工艺数据要求对这类控制系统进展设计并不困难，但由于传统解决方案存在的缺陷，往往留下众多遗憾。如对低端设备而言，传统实现方法一般采用直流调速系统，施行方案的缺点是：系统粗笨、耗电量大、调试复杂、维护本钱高；在定位控制方式方面，一般采用读取行程开关信号后通过预减速配合气压制动的定位方式,剪切效率很低,误差较大。而对高端设备，一般采用直流伺服技术，固然精度和效率得以保证，但价格非常昂贵，产品性能价格比难以令人满足。随着计算机技术、自动控制技术和矢量变频调速技术的高速开展,怎样采用先进的控制技术构造性能价格比优异的剪切控制系统，是人们关注的焦点，中达电通公司为此提供了基于台达工控产品的整体配套控制方案，比拟好地解决了存在的问题。3基于台达工控产品的裁剪自动控制系统3.1控制原理简介基于台达工控产品的裁剪控制系统整体解决方案控制框图如图2所示。系统采用编码器、PLC、矢量变频器构成自动控制系统以实现准确定位。长度定位采用台达编码器500PPR与校平送料滚轴直连方式以实现准确测量。校平机由3.7kW减速比为15：1的减速电机驱动，用电磁抱闸强迫克制钢材运动的惯性以利于被加工对象的准确定位。采用触摸屏人机界面作为指令和数据上行下达的窗口，通过人机界面与DVP16EH00R通讯，其数据和指令经过PLC控制现场设备。在定位系统中,由于台达EH内建完全开放的经典PID指令，以该指令为核心，可以在PID运算的经过中，方便快速地随时动态修正计算结果，P/I/D等所有关键参数可随时修正，通过控制算法的动态修正，弥补了异步电机响应滞后的缺乏。采用动态PID连续定位算法,使处于速度形式下的矢量变频器可以非常准确地控制异步电机定位。在该算法下,变频器的给定转速处于变化状态,由PLC内置的RS-485接口与变频器自带的485接口以115200BPS的高速通讯完成速度给定和状态检测，以低本钱方式取代原来需要沟通伺服才能完成的功能,实现了准确的切长控制。系统中现场设备的各类DI信号反应到DVP-EH可编程控制器，经运算后将结果输出至执行器执行以实现平安可靠的稳定控制。