西門(mén)子S7-200EM AE08 西門(mén)子S7-200EM AE08 西門(mén)子S7-200EM AE08
全新的S7-200 SMART 帶來(lái)兩種不同類型的CPU 模塊，標(biāo)準(zhǔn)型和經(jīng)濟(jì)型，全方位滿足不同行業(yè)、不同客戶、不同設(shè)備的各種需求。 標(biāo)準(zhǔn)型作為可擴(kuò)展CPU 模塊，可滿足對(duì)I/O規(guī)模有較大需求，邏輯控制較為復(fù)雜的應(yīng)用；而經(jīng)濟(jì)型CPU 模塊直接通過(guò)單機(jī)本體滿足相對(duì)簡(jiǎn)單的控制需求。
S7-200 SMART家族提供各種各樣的模塊以擴(kuò)展CPU的性能。通過(guò)擴(kuò)展模塊，您可以很容易的擴(kuò)展控制器的本地I/O，以滿足您的應(yīng)用需求。我們分別提供了數(shù)字/模擬模塊以提供額外的數(shù)字/模擬 I/O通道。
本公司還供應(yīng)上述產(chǎn)品的同類產(chǎn)品：S7-200SMART，EM DR32，6ES72882DR320AA0
關(guān)鍵詞：棒材;起停式飛剪;剪刃定位;PLC掃描周期
0 引言
倍尺飛剪是小型棒材生產(chǎn)線的關(guān)鍵性設(shè)備，它直接影響生產(chǎn)率和成材率。10多年前，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)為傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)，要想控制剪切速度為20m/s左右的起停式飛剪，幾乎是不可能的。隨著技術(shù)的日新月異，直流全數(shù)字系統(tǒng)遍及世界，為控制高速飛剪打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過(guò)利用PLC的強(qiáng)大功能，不斷深人研究、創(chuàng)新和實(shí)踐，中冶集團(tuán)北京冶金設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院起停式倍尺飛剪的剪切速度已達(dá)到19m/s，工作準(zhǔn)確無(wú)誤，倍尺精度達(dá)到±40mm，并最大限度地滿足了用戶的各種工藝要求。幾年來(lái)，已在萊蕪鋼鐵集團(tuán)公司、冷水江鋼廠、烏蘭浩特鋼廠、日照鋼鐵集團(tuán)公司、寧夏恒力集團(tuán)、宣化鋼鐵集團(tuán)公司等近10個(gè)廠家可靠運(yùn)行，達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
1 設(shè)計(jì)思想
起停式飛剪在不剪切時(shí)是靜止的，當(dāng)發(fā)出剪切信號(hào)后剪刃從起始點(diǎn)開(kāi)始加速運(yùn)行，要求在剪刃運(yùn)行角度250°內(nèi)加速到剪切速度(最高19m/S)，剪切完成后，立即制動(dòng)，要求在250°內(nèi)制動(dòng)至零速，然后準(zhǔn)確反爬至起始點(diǎn)。其中剪切信號(hào)是否能準(zhǔn)確無(wú)誤地發(fā)出和剪刃的定位精度是否能滿足要求，是飛剪能否可靠工作和倍尺精度控制的關(guān)鍵。
該飛剪采用Siemens 6RA70全數(shù)字裝置作為飛剪電機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)，它具備的強(qiáng)大功能和數(shù)字系統(tǒng)的精確性完全能勝任飛剪頻繁、快速的起、制動(dòng)的苛刻要求。采用s7—300PLC智能模塊和對(duì)各種干擾因素考慮完備的軟件控制飛剪的剪切和剪刃的定位，保證了飛剪動(dòng)作的可靠性和倍尺精度。采用Siemens TP170B彩色觸摸屏或上位機(jī)作為人機(jī)對(duì)活設(shè)備，并通過(guò)Profibus.DP網(wǎng)相連，其硬件配置如圖1所示。為廠保證飛剪速度給定的精確性和可靠性，由PIC測(cè)算的速度信號(hào)及PLC發(fā)出的運(yùn)行、停止命令通過(guò)DP網(wǎng)送至6RA70系統(tǒng)，6RA70系統(tǒng)的工作狀態(tài)也通過(guò)DP網(wǎng)送至PLC。在操作臺(tái)上，觸摸屏或上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，操作者根據(jù)工藝要求，輸入倍尺長(zhǎng)度、修正系數(shù)、成品軋機(jī)輥徑、剪速度超前系數(shù)等參數(shù)，并可隨時(shí)修改。同時(shí)，飛剪的丁作狀態(tài)、故障信號(hào)等也在觸摸屏或上位機(jī)上顯示，極大方便了操作。
2 工作原理與控制過(guò)程
高速計(jì)數(shù)器A4用來(lái)測(cè)算軋件的長(zhǎng)度，成品軋機(jī)的編碼器與之相連。在輸入輥徑后，脈沖當(dāng)量可根據(jù)式(1)計(jì)算：
Q=(P軋i軋×l000)/(πD軋) ( 1 )
式中，Q為脈沖當(dāng)量，脈沖/m;P軋為成品軋機(jī)碼盤(pán)脈沖數(shù);i軋為成品軋機(jī)減速比;D軋為成品軋機(jī)輥徑，mm。
當(dāng)輸入倍尺長(zhǎng)度后，用脈沖當(dāng)量乘以倍尺長(zhǎng)度，就可以計(jì)算相應(yīng)的脈沖數(shù)。一旦A4汁數(shù)脈沖到達(dá)該值，就發(fā)出剪切信號(hào)。高速計(jì)數(shù)器A5用來(lái)測(cè)算軋件的線速度，成品軋機(jī)的碼盤(pán)與之相連。采用系統(tǒng)定時(shí)中斷的方法，測(cè)量每個(gè)單位時(shí)間進(jìn)入A5的脈沖數(shù)，由于脈沖當(dāng)量已知，因此便可實(shí)時(shí)測(cè)量軋件的線速度，以便飛剪隨時(shí)跟蹤這個(gè)速度。
高速計(jì)數(shù)器A6用來(lái)測(cè)算剪刃的位置，飛剪本體碼盤(pán)與之相連。通過(guò)測(cè)量A6的脈沖，便可獲得剪刃的位置。剪刃運(yùn)行一周即360°的脈沖數(shù)P周可根據(jù)式(2)計(jì)算：
P周=P剪i剪 (2)
式中，P前為飛剪本體碼盤(pán)脈沖數(shù);i剪為飛剪減速比。
典型的棒材全連軋精軋區(qū)布置見(jiàn)圖2。倍尺飛剪的工作原理如下：當(dāng)軋件頭部到達(dá)熱金屬檢測(cè)器RJ3時(shí)，立即啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器A4，這時(shí)將式(3)計(jì)算出的長(zhǎng)度，L預(yù)置乘以Q作為預(yù)置值送至A4。
L預(yù)置=(L倍尺+L1一L2) (3)
式中L倍尺倍為用戶設(shè)置的倍尺長(zhǎng)度;L1為RJ3至3#飛剪的距離;L2為剪刃從起始位到達(dá)剪切位軋件走過(guò)的長(zhǎng)度。
當(dāng)A4計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)置值時(shí)，PLC產(chǎn)生中斷信號(hào)給6RA70，飛剪立即啟動(dòng)，其速度給定為成品軋機(jī)線速度乘以飛剪速度超前系數(shù)，其中，成品軋機(jī)線速度由A5實(shí)時(shí)測(cè)算，飛剪速度超前系數(shù)由用戶根據(jù)需要在觸摸屏上或上位機(jī)設(shè)定。當(dāng)飛剪完成剪切后，本體接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，A6立即啟動(dòng)，測(cè)算現(xiàn)在剪刃的位置。當(dāng)剪刃到達(dá)制動(dòng)點(diǎn)時(shí)，PLC產(chǎn)生中斷，將速度給定從剪切速度切換到制動(dòng)速度，飛剪立即制動(dòng)。當(dāng)剪刃速度減至零時(shí)，將速度給定切換到反速度，反爬速度給定的大小與剪刃至起始位的距離成正比，如式(4)：