铝带材拉弯矫生产线电气控制系统.doc

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1、铝带拉伸弯曲矫直机组的电气控制技术何小书1，李文德2（1．北京二十一世纪科技发展有限公司，北京）（2．河南明泰铝业有限公司，河南巩义）摘要：介绍铝带拉伸弯曲矫直机组的电气控制系统的系统组成、控制方法和程序设计思想及实际效果。关键词：拉伸弯曲矫直机、全数字直流调速装置、PLC、Profibus-DP、闭环控制器TheElectricControlTechniqueaboutTheMechanismofTheTensionLevellerforAluminumStripZHANGZhida1，DAIZi

2、shu1，JIAOGang2（1．BeijingTwentyFirstCenturyScience&TechnologyDevelopmentCo.,Ltd,Beijing,China）(2.MingtaiAluminiumCo.,LtdGongyiChina)Abstract：Theelectriccontrolsystemaboutmachineofthetensionlevellerforaluminumstripisintroduced.Controlmethodandmathematica

3、lmodel,programdesign,appliedreallyresultaremainlydescribed.Keywords：tensionleveler；fullydigitalmicroprocessor-controlledDCvariablespeeddrives；PLC；Profibus-DP；closedloopcontroller铝带材拉伸弯曲矫直机组的主要工作是将经冷轧机轧制完毕的铝带材切去头尾、切边、拉伸弯曲矫直、卷成成品卷材。主要设备有开卷机、切头剪、圆盘剪、清洗处理装

4、置、弯曲矫直机、张力辊组、卷取机等。弯曲矫直机和张力辊组是其中的关键设备，通过控制张力辊组和开卷、卷取机的张力和速度控制延伸率稳定而生产出板形和表面质量合格的成品卷。图1拉弯矫直机组的主要设备组成简图。图1、拉弯矫机组主要设备简图1、开卷机2、清洗装置3、入口1#张力辊4、入口2#张力辊5、入口3#张力辊6、入口4#张力辊7、矫直机8、出口1#张力辊9、出口2#张力辊10、出口3#张力辊11、出口4#张力辊12、卷取机1、拉弯矫机组电气控制系统针对铝带材拉弯矫机组的工艺特点，选择高性能的控制元器件是

5、满足控制要求的关键。作为控制核心的PLC，选择的是SIEMENS公司S7-300系列；直流电机的直流驱动单元采用的是SIEMENS公司的DCMASTER6RA70系列全数字直流控制装置，所有直流控制装置均选配了CBP1通讯选件用于组成Profibus-DP通讯网络。1.1PLC系统介绍图2PLC系统配置示意图采用PROFIBUS总线结构的主从方式，大大地减少了现场电缆及接线工作，同时系统的可靠性也得到较大提高，在主操作台设有ET-200M远程从站和TP270人机界面从站，在清洗装置操作台上设有S7-

6、200远程从站。整个清洗装置由S7-200远程从站独立控制并与主PLC交换必要的数据。图2是PLC系统配置示意图主CPU是指令丰富、运算速度快的S7—300系列的315-2DP，CPU本身带Profibus-DP主站接口。选用两块FM350高速计数模板，每块有一路最高计数频率为200kHz的正交计数通道，多种工作模式及中断方式。通过检测矫直机入口和出口张力辊的实际转速差实时测量实际延伸率。1.2直流驱动系统DCMASTER6RA70系列全数字直流控制装置具有典型的双闭环控制特性，全数字菜单式参数设定

7、，并可在线调整，可编程的模拟量和开关量输入输出，速度反馈可选择电枢电压、测速发电机和码盘，控制参数自整定功能，装置自检功能。每台装置增加了通讯选件实现与主PLC之间的Profibus-DP通讯。根据系统工作的特点，每个张力辊上的两台电机分别由一台四象限驱动装置和一台单象限驱动装置驱动。这样在满足生产工艺要求的前提下，系统造价还可相应降低。1.3工艺情况图3拉弯矫设备及系统构成图通过控制入口张力辊组和出口张力辊组的速度差可控制带材延伸率的大小，通过控制入口张力辊组、出口张力辊组、开卷机和卷取机的转矩电

8、流分配可调整各张力段的张力分配，通过控制清洗段各加热区温度和相关电机运行速度可清洗带材表面的轧制油及其他污物，从而达到控制延伸率改善板形和表面质量并卷成合格的成品卷材。相关设备及系统构成详见图31.4控制原理和要点根据通过人机界面设定的延伸率、板材宽度、厚度、运行速度等参数，计算出各电机的速度给定分配值，根据工艺需要计算各部分张力的分配关系，从而产生初始延伸率控制和张力控制。机列运行后当运行速度超过最高速度的10%以后，自动投入延伸率闭环控制，通过延伸率PID环控制输