縱剪機的電氣控制系統

項目設計和調試：

一、適用范圍、

縱剪機的電氣控制系統如下。適合于黑色冶金中的鋼板鋼帶、不銹鋼板、鋁箔、有色冶金中的銅板銅帶及造紙等相似行業的材料分切、卷取控制系統。

二、機列介紹
縱剪機的主要設備布置及電氣系統組成如下圖所示：

縱切機電氣布置及控制系統組成

主要設備布置從右至左（從操作側看）依次為：開卷機、夾送輥、切頭剪、圓盤剪、活套坑、張力墊、張力輥（機）、切尾剪、測速輥、卷取機。各部分的主要功能及控制要求如下：開卷機：用來打開來料鋁卷，提供各種可能卷徑下的開卷張力，對開卷機上的鋁卷直徑進行實時計算，并用以控制開卷段的恒張力。夾送輥：穿帶時協助開卷機將鋁板穿向卷取機方向，機列工作時可以將上輥抬起，不參與工作，也可將上輥壓下，以協助圓盤剪提供開卷段的向前張力，防止圓盤剪打滑。切頭剪：用以處理帶頭，來滿足工藝和操作要求。圓盤剪：是該機列的主要工藝設備，用來完成對帶材的縱向剪切，同時用來切除來料鋁板兩側的多余部分或質量不符合要求的部分，使成品卷的左、右兩個端面符合質量要求。活套坑：用來釋放來料鋁卷中橫向的不同內部應力在縱向剪切后給帶材帶來的影響。張力墊：是提供卷取段張力的主要設備，也是影響成品卷能否“卷齊”的主要設備之一。張力輥：和張力墊共同提供卷取段張力，是提供動態張力調整的“窗口”，可以通過它來實現張力剃度控制以及增加各種張力補償，如靜態補償、動態補償等。測速輥：是卷取段線速度的測量點，同時也是進行卷取機卷徑計算的依據之一，其重要性不言而喻。卷取機：是對縱向剪切后的成品重新進行卷繞的地方，也是穩定卷取段線速度的設備，需采用恒線速度控制，它的穩定控制是整個系統的重中之重。

整個機列的主要參數如下：
1、來料寬度：520mm～1060mm
2、來料厚度：0.2mm～3.0mm
3、卷材外徑：Φ1650mm（Max）
5、成品寬度：20～1000mm
6、成品外徑：Φ1650mm（Max）
7、機列速度：150M/min（Max）
8、速度控制精度：0.5％
9、張力控制精度：< 1％

三、系統構成及控制原理
電氣控制系統構成如圖所示，主要傳動點開卷機、夾送輥、圓盤剪、張力輥、卷取機都采用直流傳動，傳動裝置為直流或者交流裝置，速度反饋全部采用脈沖編碼器反饋，提高了控制精度。廢邊卷取采用了變頻控制，使廢邊卷取的線速度能跟隨機列速度的變化，大大減少了操作工的勞動強度。控制系統的核心是西門子S7系列PLC，主模塊采用S7-315-2DP，它通過PROFIBUS DP網絡將兩個ET 200M遠程站以及兩個S7-200系列的PLC系統、OP27操作屏等連接起來，組成一個有機的整體。作為PROFIBUS DP網絡的主站，S7-315-2DP完成了控制系統中的大部分控制任務，包括所有的邏輯計算以及模擬量的輸入、計算和輸出、卷徑計算、速度分配等。
作為輔助CPU，兩個S7-200系列的PLC系統負責一些特殊的任務，象高速計數、操作臺上的數字顯示表控制、與MONTOR Ⅱ系列直流裝置的串行通訊等。正是由于采用了串行通訊，才有可能把MONTOR Ⅱ系列直流裝置的各種故障信號納入控制系統，并在OP27操作屏上用中文明確的顯示出來。免去維修人員查手冊中故障代碼的麻煩，加快了故障判斷的速度，使整個系統的人機交流更加友好，提升了整個控制系統的性能，又不會增加太多的成本。PROFIBUS DP現場總線系統的使用，極大地節約了控制電纜，節約了成本。同時也大大縮短了施工、調試時間，為用戶贏得了最大限度的經濟利益。
OP27操作屏的使用使用戶能更直觀地操作和監控生產過程中的各參數，可以通過棒圖、趨勢曲線等來監控各參數的變化趨勢，有利于對生產過程的全面了解和準確及時地進行故障判斷。
本機列的邏輯控制并沒有什么特殊之處，只是機列中所要求的聯鎖條件較多，編程時要特別留神，協調好和其他專業的關系。在傳動控制上，本機列使用脈沖編碼器的脈沖信號作為卷徑計算的依據，在PLC中進行卷徑計算，極大地提高了張力控制和卷徑顯示的精度。卷取機的線速度控制是不同于常規控制的地方，為達到恒線速度控制的目的，我們采用過在測速輥上安裝測速發電機作為驅動裝置反饋信號的方法，實際使用效果不錯，但存在“過尾”失速的問題。也就是當鋁板帶的尾部通過張力輥之后，卷取段失去張力，測速輥無法測得實際速度，驅動裝置就會失去“速度反饋”，從而產生故障，在實際操作中要通過留出更長的帶尾來避免。為解決這個問題，本機列的卷取機和測速輥也采用脈沖編碼器作為信號源，先計算出卷取機的卷徑，再根據卷徑和操作臺上的速度給定信號經PLC隨時計算卷取電機的速度給定值，來達到恒線速度控制的目的。由于在這種控制方式下，驅動裝置一直使用卷取電機本身的脈沖編碼器作為速度反饋源，就避免了“過尾”時丟失速度反饋的問題。
廢邊卷取是用戶比較關心的問題之一，由于機列速度較高，如果廢邊卷取處理不當而斷帶就會直接影響生產的進行。我們除使用變頻調速器對廢邊卷取電機進行調速，使廢邊卷取能跟隨線速度的變化，還增設了兩處視頻探頭，對廢邊的卷取情況進行視頻監視，操作員可具此對廢邊卷取速度進行微調，在試車過程中取得了較好的效果。

四、我們能根據客戶要求，設計出價格不等的合適產品

差異產品

我們也曾經設計調試過許多套有2個活套坑（在圓盤剪的前后）的縱剪機，并在收卷前有個5輥矯直機