步进梁式加热炉的plc控制

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1、步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制步进梁式加热炉的PLC控制PIC技术步进梁式加热炉的PLC控制游经东(新余钢铁集团有限公司线棒材厂,江西新余338001)[摘要]根据高速线材轧机生产要求,结合实例介绍步进梁式加热炉步进机构的组成以及步进控制的实现.关键词步进梁式加热炉S7—400步进控制步距误差补偿0引言为了减轻钢坯因受热不均而产生的变形,弯曲以及加热钢坯的心表温差,步进梁式加热炉以其优越的加热质量,灵活的操作性能受到了高速线材轧机的普遍推崇.本

2、文将以某高速线材厂的步进梁式加热炉为例,阐述步进机构的组成以及控制原理.1工艺要求为满足全连续高速线材轧机的生产要求,该厂采用循环步进周期为42s,冷坯加热能力为12ot/h的加热炉.要求其动作灵活可靠,起动,制动及停车时无明显振动或抖动,活动梁从固定梁上托起或放下钢坯时必须采用无级减速,以减小振动冲击,防止炉床损坏.2步进机构的组成2.1机械及液压组成根据工艺要求,步进机构采用双轮斜轨式液压传动方式,如图1所示.图1步进机构结构侧图活动梁的升降由双油缸同步联合驱动,而水平方向的前后移动则由单油缸驱动.机构在运行中的速度控制是通过调节液压缸中油的流量来实现的,而该液压系统油流量大,压力高,因此

3、采用电液比例阀.该阀的优点是不会造成系统压力的骤升骤降,控制平稳,流量可控且调节方便,能消除电磁换向的噪声和摩擦热,大大提高了步进机构运行的可靠性.2.2控制系统组成PIC控制系统配置了2套西门子s7—400PIC,分别用于电气传动及燃烧控制.电气传动PIC由主机架与远程ET200分站组成,PLC硬件组态图如图2所示.图2电气传动PLC硬件组态图主机架配置了CP443—1以太网卡以便与二级计算机及主轧机进行通信.由于远程设备和传动设备较多,因收稿日期:2011—07—12作者简介:游经东(1976一),高级技师,主要从事自动控制系统的维护和管理工作.24lWWWchinaet.netI电工技术

4、此电气传动PIC通过Profibus总线与各远程ET200分站和传动设备进行通信,既保证了系统的整体快速响应,又降低了布线成本.工程师站和HM1分别采用西门子的Step7编程软件和WinCC组态软件来实现相关的调试和监控.对于步进梁式加热炉,步进机构的控制是关键,要PLC技术求控制系统能够平稳地实现炉内钢坯的运输,以避免较大的机械冲击和抖动,这就需要控制系统能够根据安装在油缸内部的位移传感器发出的信号对液压流量进行实时控制.3步进控制的实现步进控制是步进梁式加热炉的关键控制技术.设计了一个为步进控制提供动力的液压站,由它产生的一个约120MPa的恒定动力源经比例液压阀组控制和换向来驱动步进机构

5、的液压缸,以达到让步进梁运动的目的.3.1步进机构控制步进机构运行轨迹如图3所示,内圈的方块为步进方块,用于表达步进机构的动作顺序和方向,而附着在外圈的马鞍形曲线则为实际动作的速度方块图.图3步进机构运行轨迹图步进梁从起始位开始通过上升一前进一下降一后退(到起始位)完成一个出钢循环.为保证运行平稳,安全可靠,循环过程的各阶段都有相应的速度控制和逻辑连锁关系.步进机构上升,下降过程中有2个变速过程,体现了步进机构对钢坯的轻托轻放原则,大大减小了钢坯运动对步进机构的振动冲击,延长了步进梁的使用寿命.从液压方面考虑,采用这种技术可使系统负荷平缓过渡,避免了长时间大流量对比例阀的冲击.炉区PLC直接给

6、控制液压站的远程ET200站发出指令,并接收来自油缸内置位移传感器的位置信号,同时按预先设定向比例阀发出一定量的电压信号,以控制其开度来实现位移速度的控制.由于比例阀动态精度高,响应快,因此可通过改变PLC模拟输出量的电压值来实现对步进机构速度的连续可调,达到快速起动,缓慢停止的要求.由此可见,采用此种控制方式的步进梁式加热炉运行稳定可靠.3.2步距控制步距控制严格地说应是步进控制的一部分.但因步进机构加上了一炉钢坯,其质量常超过200t,且每步必须按工艺要求控制在260mm,故控制难度极高.如果每步误差lmm,那么从钢坯入炉经72步运行至出炉时累积误差可达72mm,这将导致钢坯不能完全上辊道

7、,严重影响钢坯的正常出炉.因此,为消除这种累积误差对钢坯出炉的影响,引入了步距误差补偿法.其实质是先比较每步的实际位移与工艺值260mm之差,然后将得出的误差值纳入下一步的钢坯运行步距计算,使上一步的步距误差由下一步去补偿,减小钢坯出炉时的累积误差,保证钢坯按要求上辊道顺利出炉.3.3步进梁的动作方式3.3一循环动作在自动状态下,轧机要钢信号一旦发出,步进梁便从原点”0”位开始上升至”1”位,此过