通用变频器与plc脉冲单元构成通用伺服系统

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1、山西冶金2013年12月SHANXIMETALLURGYDecember，2013总第146Totalof146生产实践·应用技术通用变频器与PLC脉冲单元构成的通用伺服系统陈虎明(首钢长治钢铁有限公司H型钢厂，山西长治046031)【摘要】在H型钢生产线中，开坯轧机将加热后的异型坯经过7个道次的往复轧制，轧制成为能够满足用于万能轧机轧制的中间坯，因此开坯轧机上辊压下装置的定位精度非常重要。介绍了三菱FR-A740．-~,列通用变频器与三菱PLC脉冲单元构成的通用伺服系统在H型钢生产线开坯轧机中的位置控制应用。

2、【关键词】上辊压下装置通用变频器PLC脉冲单元位置控制伺服系统【中图分类号】TM921．51【文献标识码]B【文章编号】1672-1152(2013)06-0044-03首钢长治钢铁有限公司(以下简称长钢)H型钢厂以生1．2辊缝精度要求产中型H型钢为主，同时也可生产槽钢、等边角钢、扁钢，开坯轧机的辊缝由上辊和下辊形成，由于下辊是固定钢种为普碳钢及低合金钢，H型钢原料主要来自与之配套的的，上辊是活动的，因此上辊的定位精度关系到辊缝的精异型连铸车间的异型坯。度。表1是轧制工艺要求的辊缝精度。长钢H型钢厂开坯轧机采用

3、闭口牌坊二辊式轧机，依靠3表1开坯轧机辊缝精度mm500kW直流电机的正反转来实现轧件往返轧制。在开坯轧机辊缱潮■精度土O．1轧辊上配置有多个孔型，通过上辊压下装置在各轧制道次问辊缱位置精度±O．2设定辊缝，把规格不同的异型坯轧制成产品规格需要的半成品，提供给万能轧机以继续轧制，因此开坯轧机上辊压下装辊缱豆示精度±0．1置的定位精度非常重要，否则会造成万能轧机的工艺事故。1开坯轧机上辊压下装置1．3压下装置电机位置控制方案1．1上辊压下装置简介随着工业场合中生产工艺的不断改进和升级，对通用变上辊压下装置由1台电

4、机、2套蜗轮箱和2套蜗杆组成。频器的功能和性能也提出了更高的要求，尤其是一些需要定电机通过联轴器驱动蜗轮箱，蜗轮转动使压下丝杆带动防卡向、定位的场合，使用伺服系统进行控制成本较高，而使用液压缸上下运动，实现辊系的升降；2套蜗轮箱之间安装有带有伺服功能的通用变频器不仅能满足需求还能降低成本。l套离合器可实现同时升降或驱动侧单独升降；另外，蜗轮伺服功能在通用变频技术的前提下。对于控制方法内部箱连接轴处设有电磁制动器，克服转动惯量保证升降位置的的电流环和速度环，都进行了比一般变频更精确的控制技术准确性。上辊压下装置结

5、构见图1。和算法运算；在功能上也比通用变频器强大很多，最主要是增加了位置环，可以进行精确的位置控制，通过给定的脉冲序列来控制速度和位置。日本三菱公司推出的FR-A740系列通用变频器，驱动带编码器的电机实现高性能的矢量控制Ⅲ，在闭环矢量控制下，变频器具有了比无传感器矢量控制时更高精度和更快速度响应的性能。速度波动率为0．01％；速度响应为3001一编码器；2一压下电机；卜制动盘；4_电一液离合器；5一换辊分离器；6_蜗杆；7一蜗轮箱；8_编码器rad／s；并具有零速控制和伺服锁定功能。在位置控制中，可图1H型钢

6、厂开坯机上辊压下装置图与三菱PLC的脉冲单元连接后可构成通用伺服系统，实现定位操作。其控制方式与伺服控制相同，因此成为长钢H型钢厂在开坯轧机压下电机位置控制的低成本的定位方案。【收稿日期】2013-10-152通用变频器与PLC脉冲单元构成的位置控制伺服系统【作者简介】陈虎明(1973-)，男，长钢H型钢厂主要从事冶该系统包括三菱FR—A740系列变频器l台、变频器定位金自动控制应用工作．工程师。E—mail：hxgchm@163．com控制选件FR—A7ALl块、三菱PLC定位模块QD70P4l块、增一44—

7、-山西冶金第6期SHANXIMETALLURGYN0．6总第14·Totalof146量编码器l台、电机1台等。位置控制伺服系统见图2。FR．位-巨_．卜m-令臆堆捧IllI=_环_l齿轮量蛋l嚣l嚣看压_F．，眸lI幽般(_●／I⋯图3伺服系统控制框图2．3伺服系统位置控制步骤图2通用变频器与PLC脉冲单元构成的通用伺服系统当伺服控制信号变为ON时(即端子LX—SD短接)，变2．1定位模块QD70P4的功能频器输入晶体管基极截止0．1s后，该系统输出就绪信号。此QD70P4是用在4轴以下系统中不需要复杂控制的

8、定位模时，当端子STF(正转行程结束信号)和端子STR(反转行块，它有许多定位控制系统所需的功能，诸如定位控制到任程结束信号)和端子SD短接时，电机将按照指令脉冲开始运意位置和匀速控制，每个轴可以设置l0项定位数据，包括定转。当正(反)转行程结束信号开路，电机将不会按照指定位地址、控制方法、运行形式和类似数据。这些定位数据用的方向运转，累积脉冲数量小于Pr．426设定的值时，视为定于逐