T400剪切工艺板实现飞剪控制

一、引言

T400剪切工艺板为32位SIMADYN-D处理器，可以插在西门子直流调速装置6RA70和西门子交流调速装置6SE70机箱内，通过参数设定可方便实现启，停式飞剪的控制。飞剪机械既可以是曲柄式亦可以是回转式。

使用T400剪切工艺板应和PLC联网运行，网络为Profibus-DP。飞剪的运行和监控由PLC完成。

飞剪的剪刃定位精度不大于0.5。

二、飞剪机械

采用T400剪切工艺板控制飞剪，必须提供以下数据：

  ●  剪刃周长；

  ●  机械速比；

  ●  切入角；

  ●  切出角；

  ●  测速轮周长或轧辊辊径及速比；

  ●  热（冷）金属检测器到剪切中心线的距离。

对于有变速箱的飞剪，电机需要装测速码盘，同时剪刃也需要装带Z脉冲的码盘。

飞剪控制板需要知道来料的运行速度，通常测速可采用以下方式：

  ●  由PLC计算；

  ●  由测速轮测量；

  ●  由轧机控制系统给出。

测速精度决定剪切精度，以采用测速轮这种方式为例，确定测速码盘脉冲数。通常情况下剪切精度为测量精度的10倍。

剪切精度：1mm

测速轮直径：400mm

测速轮周长：400mm×3.1415=1256.6mm

脉冲计数：4倍频

则每周脉冲数为10×1256.6/1=12566

所需测速轮脉冲数最小为12566/ 4=3141

测速轮脉冲数为4096

飞剪工作原理简图如图1所示。

图1  飞剪工作原理简图

三、功能简介

控制系统框图如图2所示。

图2控制系统框图

1．长度计算模块( Format generator)

长度计算模块(Format generator)给出飞剪的电气零位即剪切起始角和剪切过程中位置给定曲线。

工艺软件根据热检信号和测速轮的测量脉冲信号，计算出一个剪切周期内物体的运行长度；同时根据上级PLC给出的剪切长度要求，计算出飞剪的启动时间。

2．位置控制器( Position controller)

剪刃位置控制包括起始位置、剪切位置和剪切过程位置等部分的控制。这些全部由位置调节器完成，所有位置给定信号由Format generator计算给出。位置计数为0—360，计数器的清零由剪刃Z脉冲完成。

3．速度设定

飞剪电机的速度给定由长度计算模块( Format generator)、来料速度测量、位置调节器输出等部分组成。

4．剪切力矩设定

T400工艺板根据剪切时飞剪启动、制动和剪切角给出相应力矩附加设定值。通常情况下调试人员亦可将力矩放开，由速度调节器控制电机运行，不考虑附加力矩的补偿。

5．控制装置

无论是直流或交流调速装置，其速度调节回路中不允许有给定积分器和给定滤波。调整时应先在速度设定时给阶跃信号，从10%～20%调整速度调节器参数，使速度实际值的响应为最佳。这一点十分重要！

四、调整运行

在传动装置的电流环和速度环调整为最佳状态后，方可进行剪切功能调试。连接T400和传动装置之间的控制信号和状态信号；连接PLC和T400之间的控制信号和状态信号。

首先采用模拟模式工作，由T400发Power on和Enable Converter指令，装置处于运行状。设定相应运行控制字，调整和校验剪刃码盘反馈的速度和角度信号，其中速度应和给定值一致，刃角度为0^。一360^。。调整剪刃码盘使剪刃处于剪切位时角度显示为0。

其次由PLC控制T400进行功能调试，在这里必须调整剪刃位置调节器的参数，使剪刃每次能准确停在起始位置。

PLC设定基本控制字，对传动装置为9C7F，此时装置运行。    

PLC设定剪切控制字：

Bit4=1，长度设定允许；    

Bit6=1，剪刃校准；

Bit8=1，起始位置定位。

定位准确后，可进行剪切模式测试。

五、剪切模式

要使飞剪能够完成如切头、切尾、碎断、倍尺、连续剪切等功能，首先必须保证每次执行剪切前和后剪刃都能准确停在起始位置。而执行每个剪切功能时必须严格按设定时序进行控制。

飞剪剪切基本模式如下：

1．单切：用于完成不计长度的单次剪切。条件一一热检信号为1；剪切控制字为脉冲方式；速度测量。

2．连续剪切：用于完成大量固定长度剪切。条件一一热检信号为1；剪切控制字为1；有长度设定；速度测量。

3．程序剪切：用于完成剪切次数和长度可变的剪切。条件一一热检信号为1；剪切控制字为1；有长度设定；剪切次数设定；速度测量。

六、结论

采用T400工艺板控制飞剪，在使用上完全以参数化方式编程，同时具有定位准确，故障率低，维护方便等特点。天津电气传动设计研究所自2001年以来完成了角钢、棒材、带钢、镀锌、酸连轧等近17台飞剪，效果良好！