PS板生产机组电气控制系统

PS板生产机组的主要工作是将冷轧机轧制成的铝带材经清洗、酸洗、氧化、涂布、烘干等工艺处理，然后用定尺剪按照不同用户 的商业要求将经过工艺处理的铝板切成块，最后将其分类包装。 1.机组介绍 PS板生产机组的主要设备布置及电气系统组成如图1所示。 主要设备依据生产流程的顺序依次如下：开卷机、1#张力辊、清洗酸洗氧化等工艺处理设备、2#张力辊、涂布机、烘干部分、3#张力辊、定尺剪、皮带机。从功能上分类可将它们分为两类：一类为工艺设备，如清洗酸洗氧化等工艺处理设备、涂布机、烘干部分；另一类为传动设备，如开卷机、1#张力辊、2#张力辊、3#张力辊、定尺剪、皮带机。在本文中只介绍传动设备的控制方式。 在传动设备中，开卷机由磁粉制动器控制；1#-3#张力辊分别由直流电动机驱动；定尺剪由测量辊、送料辊和剪刀组成，其中送料辊由直流电动机驱动，剪刀由交流电动机和离合器控制；皮带机由交流电动机驱动。 2.机组电气控制系统组成及控制原理 本机组电气控制系统主要由可编程控制器（PLC德国SIMENSE公司产品S7-200）、全数字直流调速器(英国C.T公司的MENTOR-II系列产品)组成。 2.1 PLC控制系统 本机组电气控制系统以PLC为控制核心，检测各直流装置的状态，读取剪切长度、补偿长度等参数的设定，控制整个机组的运行；同时控制定尺剪的起停。 在本电气控制系统中的PLC选用德国SIMENSE公司产品S7-200系列中的CPU226，该型号CPU具有强大的指令，并且内置高速计数器等特点；选用CPU226即可满足系统的要求，又具有价格的优势。 2.2 1#-3#张力辊控制原理 在整个机组中，以2#张力辊为速度基准，控制整个机组的速度。在1#-2#张力辊之间安装一个张力架，张力架带动一个电位器（以下将此电位器简称为张力电位器），从而检测铝带张力的大小，同时将张力电位器的信号反馈到1#张力辊的直流调速器，调节1#张力辊的速度，使1#-2#张力辊之间铝带张力恒定；在2#-3#张力辊之间也安装一个张力电位器（与在1#-2#张力辊之间的张力电位器相同），将张力电位器的信号反馈到3#张力辊的直流调速器，调节3#张力辊的速度，使2#-3#张力辊之间铝带张力恒定。开卷机由磁粉制动器控制，因而控制磁粉制动器的电流就可控制开卷机的张力。在整个机组中，要求1#-3#张力辊的速度稳定，铝板张力恒定，故为提高机组的电气系统的控制精度，在设计中，采用全数字四象限直流调速器MENTOR-II，速度反馈方式采用光电编码器反馈。 2.3 定尺剪控制原理 定尺剪由测量辊、送料辊和剪刀三部分组成。 定尺剪中送料辊的速度曲线如图2。 定尺剪的工作过程为：当活套坑中的下限开关动作时，送料辊起动；加速到最高速度V2后，送料辊以速度V2匀速运行，PLC（S7-200）根据测量辊的反馈信号计算铝板走过的长度，与设定的剪切长度比较，当计算长度等于L1时，控制送料辊减速到速度V1，送料辊开始爬行；当计算长度等于设定长度时送料辊停车，剪刀离合器动作，将铝板剪断，完成一次剪切过程；当活套坑中的下限开关再次动作时，定尺剪按上面的顺序开始下一次剪切过程。 在机组电气控制系统的控制程序，主要分为：初始化、机列控 制、数据读入和显示、送料辊控制、剪切控制和设定长度转化为设定脉冲数、中断控制。程序结构如图3所示。 在本程序中，中断程序主要是响应板材的计算长度等于设定长度时，PLC的高速计数器按照预设的中断值，触发CPU，中断程序产生中断标志位，控制送料辊停止；从而控制剪刀离合器动作，完成剪切。 3.应用效果 近几年，采用上述控制方法，设计多条PS板生产机组电气 控制系统，剪切误差小于±0.5mm，机列速度稳定。电气系统调试均一次成功。经几年的运行，电气系统运行可靠，控制精度满足要求。