精密铜管加工生产线铣面机控制系统的设计

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1、《冶金自动化》2004年增刊精密铜管加工生产线铣面机控制系统的设计丁钢,赵亮(1武汉钢铁集团自动化有限责任公司控制分公司,湖北武汉430080;2.上海龙阳精密复合铜管限公司)〔摘要」上海龙阳铜管加工行业铣刀定位控制系统,全套采用SIEMENS公司的PLC300,ET200M,PROFIBUS-DP,MDV,OP17,SIMODRIVE611A和FM354功能模块,通过OP17对铣刀进给量进行设定,通过SIMODRIVE611A伺服控制器和FM354功能模块完成铣刀定位控制;通过PROFIBUS-DP网,实现对远程站、OP17和MDV变频器的控制;通过MDV变频

2、器,实现铣刀电机和喂料小车的调速控制;铣刀定位控制精度达到。.001二,确保铜管加工质量,满足工艺生产的要求。〔关健词〕伺服控制系统;MDV变频器;伺服电机;铣面机0概述随着我国各行业现代化步伐的加快,对产品的质量、产品的精度要求也越来越高,高质量、高精度的产品不仅使产品在市场竞争中立于不败之地,更能反映出该企业设备先进,自动化控制水平高,管理水平高。如何提高产品精度,提高产品质量,是每个工程技术人员所面临的一个课题。这里,笔者把利用SI-EMENS公司的伺服控制系统、MDV变频器和PROFIBUS总线分别来改造上海龙阳铜管厂铣面机设备的控制精度,提高铣面机对工

3、件加工的光洁度,并将铣面机所有的控制设备组成PROFIBUS-DP网,统一进行管理的设计思想和设计方法与读者交流,以供读者借鉴。1控制系统的配里铣面机控制系统由S7-300PLC控制系统、ET200M远程站、MDV变频器驱动系统、伺服控制系统、操作面板OP17和PROFIBUS-DP网等设备组成。其控制系统的配置如图1所示。图1控制系统配里2系统设计铣面机的硬件由伺服电机(1FT5)二台、伺服控制器(SIMODRIVE611A)一套、PLC控制系统(S7一[收稿日期〕2004-01-12;〔修改稿收到日期〕2004-02-23〔作者简介〕丁钢(1965-),男,

4、湖北武汉人,工程师,主要从事自动控制系统的设计、编程和调试工作。284(冶金自动化》2004年增刊300)一套、变频器(MDV)三台、操作面板(OP17)一台等组成。每一部分都必须进行计算才能确定型号。笔者是这样来计算和确定各硬件的技术参数和技术指标。2.1伺服控制系统的设计(1)伺服电机功率的计算电机功率的计算必须知道电机的扭矩和电机转速。文中所述的电机扭矩为:10Nm,电机的额定转速为:3000r/min,故选择的电机功率P=10X3000/9550=3.1(kW)其电机功率计算为:P=MoXne/9550其中:M(〕一电机扭矩(Nm);n。一电机转速(r/

5、min)}l}(2)伺服电机电缆的确定伺服电机的电缆包括伺服电机控制电缆、伺服电机动力电缆、伺服电机信号电缆。电缆最大长度不能超过50m,且电缆敷设时应将信号电缆、控制电缆与动力电缆分开敷设,以免相互干扰。(3)伺服电机编码器的选择伺服电机编码器分为内置编码器和外置编码器。内置编码器安装在电机轴上;外置编码器安装在现场的电机轴外。在选择编码器类型上应特别注意:选择外置编码器可确保工件的定位和加工精度,但还应考虑安装是否方便;选择内置编码器可不考虑编码器安装环境,但不能确保工件的定位和加工精度121。(4)伺服控制装置的确定伺服控制器包括伺服控制单元、伺服功率单元

6、和伺服电源系统。不同的控制对象,其伺服控制器均不同,选型时应注意。功率单元的确定:选择功率单元选型应考虑电机的功率和电机电流。控制单元的确定:伺服控制单元分为单通道控制和双通道控制。双轴伺服电机应选择双通道伺服控制单元。(5)伺服控制系统软件的实现伺服控制系统软件是在STEP7V5.1应用软件平台上利用FM354组态软件来实现。其组态过程有FM354软件的安装;FM354地址定义;开环参数测试;OB1块编程;UDT1用户块的编程;DB块定义;机器参数的定义;电机参数定义;轴参数定义;编码器参数定义等步骤。因FM354参数定义较多,笔者将核心参数整理如表to表1F

7、M354参数序号145678910111213参数号MD26MD21MD22MD23DM16MD13MD19MD43MD38MD28MD29MD40MD41参数值10.0一1000001000003000X25001800010001000100010000100002.2变频器的选型及参数设定根据不同的控制对象及控制要求,来确定变频器的类型。同时根据电机的功率和电流,确定变频器的型号。变频器通过面板对其进行参数设置。其关键参数如表2,表2变频器参数序号参数号参数值11序号参数号参数值P0021018P062P0031019P065120P073121P0771

8、00.822505023

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