S7-400PLC和ACS800變頻器在翻板機(jī)中的控制與應(yīng)用

摘要：本文分析了雙臂曲柄搖桿式翻板機(jī)的機(jī)構(gòu)組成，對傳動電機(jī)進(jìn)行選型，建立翻板機(jī)ACS800變頻器的控制參數(shù)，ACS800變頻器驅(qū)動翻板機(jī)采用轉(zhuǎn)矩同步的主從控制方式。介紹了基于西門子S7-400PLC對翻板機(jī)ACS800型傳動裝置進(jìn)行控制，優(yōu)化控制后的翻板、接板過程更加順暢。

Abstract： This paper analyzes the structure of double arm crank rocker type turnover machine， selects the drive motor， establishes the control parameters of ACS800 frequency converter of turnover machine， and adopts the master-slave control mode of torque synchronization to drive the turnover machine. This paper introduces the control of ACS800 driving device of turnover machine based on Siemens S7-400 PLC. After optimization control， the process of turning plate and connecting plate is more smooth.

關(guān)鍵詞：翻板機(jī);ACS800變頻器;主從控制;轉(zhuǎn)矩控制;PLC

Key words： turnover machine;ACS800 inverter;master-slave control;torque control;PLC

中圖分類號：TH712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0081-03

0? 引言

翻板機(jī)是寬厚板車間精整線上不可缺少的主要設(shè)備。其作用是將鋼板翻轉(zhuǎn)，將鋼板的下表面翻轉(zhuǎn)為上表面，以便于檢查鋼板的下表面質(zhì)量，同時也方便對鋼板表面進(jìn)行相應(yīng)的修整。翻板機(jī)的出現(xiàn)無疑是生產(chǎn)效率和成本的一次革命，在鋼材的翻板檢查中及時發(fā)現(xiàn)缺陷，加以修復(fù)。這樣可以大大提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)資料充分利用。雙臂曲柄搖桿式翻板機(jī)具有獨特的優(yōu)點，在國內(nèi)中厚板生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。如圖1所示。

1? 翻板機(jī)機(jī)構(gòu)組成和工作原理

雙臂曲柄搖桿式翻板機(jī)的機(jī)構(gòu)簡化圖如圖2所示。從圖中可以看出，翻板機(jī)是由兩個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在曲柄軸上剛性固結(jié)組合而成的。曲柄安裝在減速器的低速軸的兩端，兩曲柄具有一定的位置差。而驅(qū)動電機(jī)則安裝在減速齒輪箱一側(cè)。

翻臂①：送料撥桿;翻臂②：接料撥桿。

先定翻板機(jī)是5°右送料，每根搖桿軸上安裝有若干撥料桿。其具體要求如圖3所示，運動開始時，送料撥桿①先向下偏轉(zhuǎn)5°，以達(dá)到空載的起動目的，然后逆時針托起鋼板到達(dá)與水平位置成85°，與此同時接料撥桿也由原來的水平位置旋轉(zhuǎn)于與送料撥桿平行或接近平行的位置。然后兩撥桿夾持著鋼板一起轉(zhuǎn)動，開始鋼板的交接。當(dāng)它們共同旋轉(zhuǎn)10°后，送料撥桿開始返回，直到水平位置。而接料撥桿也托著鋼板返回，當(dāng)它處于水平位置的時候，鋼板落到輥道上，完成180°翻面。此時接料撥桿繼續(xù)向下偏轉(zhuǎn)到達(dá)5°的位置然后回到起始的水平位置。這樣一次翻板的動作就完成了。

兩臺翻板機(jī)并排安裝，兩臺翻板機(jī)之間用剛性聯(lián)軸器接齒輪箱和離合器來實現(xiàn)翻長板和短板的自由切換。俯視圖如圖4。

2? 利用PLC和變頻器控制翻板機(jī)

2.1 ABB ACS800控制與參數(shù)設(shè)置

由于采用了剛性連軸同步，故在傳動控制上，采用ACS800的主從傳動單元對2臺翻板機(jī)進(jìn)行控制，讓從傳動單元跟隨主傳動單元的轉(zhuǎn)矩給定。并采用環(huán)形主從通訊光纖接法，將M1做為主機(jī)，M2做為從機(jī)，如圖5。

主機(jī)模式下在主傳動系統(tǒng)中，給定轉(zhuǎn)矩源地址由參數(shù)70.11 MASTER SIGNAL 3 定義。它作為數(shù)據(jù)集41 傳送給從機(jī)。主控制字70.09 MASTER SIGNAL 1 和速度給定70.10 MASTER SIGNAL 2 也可以在相同的DDCS 信息中通過通訊連接進(jìn)行傳送。主傳動系統(tǒng)在一個DDCS 信息中發(fā)送主機(jī)給定信號1…3，每2ms廣播一次（循環(huán)通訊）。70.11 MASTER SIGNAL 3 在被發(fā)送到從機(jī)之前，可由參數(shù)70.30 MASTER SGN3，SCALE 來調(diào)整比例。參數(shù)70.31FOLLOW SGN3 SCALE 可以再次改變比例。

由于兩臺翻板機(jī)以相同的速度積分加速到一個確定的轉(zhuǎn)速，要對從機(jī)進(jìn)行速度和轉(zhuǎn)矩控制。在轉(zhuǎn)速控制和轉(zhuǎn)矩控制之間需要一個快速切換開關(guān)。這種切換至可通過控制外部控制系統(tǒng)的參數(shù)26.01 TORQSELECTOR通過現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。翻板機(jī)主從控制系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置如圖6。

2.2 PLC硬件配置

選用西門子S7-400PLC，S7-400PLC基于RPBA-01與ACS800變頻器通信。報文格式為PPO4。硬件配置如圖7。

2.3 翻板機(jī)優(yōu)化程序

對于兩臺翻板機(jī)要實現(xiàn)：當(dāng)翻短板時，離合器脫開，翻板機(jī)各自變?yōu)樗俣瓤刂?當(dāng)翻長板時，離合器吸合，兩臺翻板機(jī)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩控制功能。因此在翻板機(jī)原有程序段中，添加兩段程序如圖8和圖9。在變頻器51組參數(shù)中設(shè)置PZD3OUT為7008，PZD4OUT為2601，PZD5OUT為703。這樣就實現(xiàn)了兩組翻板機(jī)所需要的主從控制功能。

3? 總結(jié)

在對鋼廠的兩組翻板機(jī)進(jìn)行上述傳動控制后，通過長時間的跟蹤觀察和使用，發(fā)現(xiàn)此種控制方式穩(wěn)定、可靠，變頻器電流和轉(zhuǎn)矩波形平穩(wěn)，大大增加了翻板的靈活性和效率，鋼板的表面質(zhì)量的檢測也效率大增，提高了成品鋼板的產(chǎn)量。

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