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张力控制专用变频器在开卷复合生产线上的应用

发布日期:2013-07-21 11:23:16 来源:www.machine35.com 浏览:

 金属薄板开卷修边校平横剪复合生产线,应用了当前最先进的电气控制app彩票下载。采用了TD3300张力控制专用变频器,成功地解决了开卷机与生产线同步运行的问题。现将本生产线的设计过程概述如下,仅供参考。 

      一、开卷复合生产线示意图: 

图1 生产线示意图


      二、生产线的工艺流程: 
      上料台车将金属卷材送至开卷机上。板材由开卷机引出,经过展平机初步整平,送入修边机实施板材纵剪,按工艺要求完成板材宽度的app彩票下载。校平机由15根校平辊(七上八下)和一对牵引辊组成,它也是这条生产线的主牵引机。经过校平机后,平整的板材经缓冲坑,然后,由定尺送进按一定的板材长度定量送入剪扳机实施板材剪切。皮带机将app彩票下载完好的合格板材输送到堆料小车上。两台碎边机安装在修边机后,分别将纵剪下来的两条下脚料破碎,以便运输存储。为了提高生产效率,加快剪切速度,本生产线上的横剪刀采用液压马达驱动。

    由本生产线的工艺流程可以看出:开卷、展平、修边、碎边和校平应在一个线速度V1下同步运行。定尺送进和皮带之间设有横剪刀,因此,定尺送进、皮带和横剪刀是断续运行,同时,它的运行速度V2应大于V1。在校平机与定尺送进机之间的缓冲坑,其作用是:平衡V1和V2之间的速度关系,保证生产线的稳定运行。 

三、电气控制方案: 
        展平、修边、碎边和校平的运行速度容易实现同步,只要将电机的旋转速度按照自身的减速器、传动辊子等的机械参数折算成线速度,与生产线的线速度V1统一即可。 
        在开卷工作中,由于卷径是在不断变化的,开卷电机的旋转速度与生产线的线速度V1很难找到匹配关系。换句话说,如何解决开卷机与整条生产线的运行速度V1同步的问题,是电气设计的主要工作之一。 定尺送进、横剪刀和皮带是断续运行。板材由定尺送进机的牵引辊按照app彩票下载要求的长度送入剪扳机进行横向剪切。因此,定尺送进机是生产线的位置控制精度要求最高的设备。 
目前,开卷机的控制有以下几种方案: 
①、 电磁滑差调速:手动调节开卷机的转速,使之与生产线的线速度一致。 
②、 张力控制:利用板材表面张力恒定的原理,使之自动跟随生产线的线速度。 
张力控制的实施又分为:力矩电机、直流电机、张力控制器等。 
方案①的优点:电气控制简单,造价低廉。缺点:控制方式陈旧,劳动量大,效率低,耗能高,无法实现生产线的自动运行。 
方案②的优点:操作简单,自动化程度高。缺点:控制复杂,造价高昂。 
我们经过调研,决定采用TD3300张力控制交流变频器,使开卷机在张力的控制下,自动跟随生产线的线速度。在自动化程度不降低的前提下,大大降低了开卷生产线的制造成本,提高了性能价格比。 
由于生产线要求的几何精度较高,所以,我们采用了交流伺服电机作为定尺送进机的拖动。在几何精度要求不高的开卷横剪线上,也可采用(编码器+交流电机)的控制方式驱动定尺送进机,这样的电气系统更简单、经济。 

四、开卷校平复合剪切生产线的电气控制系统: 
电气系统图见图2 
 
        整条生产线由一台艾默生产的EC20系列的可编程序控制器统一控制。通过RS485接口和方便的内部指令,可与变频器实现实时的信息通讯。此举不仅节省了“模/数”转换模块,而且,也消除了不同系列产品之间的通讯存在着协议误码的隐患。 
控制流程图如下: 
 
图3 控制流程图 
        运行速度的统一:生产线连续运行速度V1由校平机的速度调节电位器R5给定。修边、碎边、展平的电机速度可以通过下面的公式计算出与V1同步的转速: 

R=V1×Jb/πφ 
式中:R—电机转速 
V1—连续运行的线速度 
Jb—机械速比 
φ—传动辊直径 
π—常数 

开卷电机的转度--利用TD3300张力控制特性,自动跟随连续运行速度V1。 
        通过PLC内部的变频器指令,读出V1线上的即时运行频率,经换算,得出定尺送进和皮带的断续运行速度V2,按照一定的比例关系,分别设定速度给定。使定尺送进和皮带以V2的速度同步运行,保证板材不被划伤,保持板材原有的光洁度。 

五、TD3300张力控制专用变频器的设定:(参见—变频器的用户手册) 
         TD3300张力控制专用变频器是力矩电机、直流电机等卷曲类控制理想的替代产品。它优点是:控制简洁、易于维护、造价低等,具有较高的性能价格比。 
具体的参数设定如下表(仅供参考): 
六、结论: 
         开卷机如何与生产线上的其他设备同步运行,是开卷生产线电气控制焦点所在。本生产线采用了TD3300张力控制专用变频器,成功地解决了开卷机与生产线同步运行的问题。 
        生产线上连续运行速度V1与断续运行速度V2之间的匹配关系,需要在生产线的现场调试时,根据缓冲坑等实地情况确定。 
        由于可编程控制器和变频器等主要部件都采用了艾默生品牌,从而使它们之间的通讯实现了无缝对接,保证了电气系统的安全运行,大大提高了性能价格比。 
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