軋機(jī)自動(dòng)化培訓(xùn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 軋機(jī)自動(dòng)化 二個(gè)原理自動(dòng)控制的原理：就是在沒有人的參與下，利用外加的設(shè)備或裝置，（控制裝置或控制器）使機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)的按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。主要是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程。反饋控制的原理：控制裝置對(duì)被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來(lái)不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控量進(jìn)行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。 現(xiàn)代的軋機(jī)設(shè)計(jì)在自動(dòng)化領(lǐng)域的要求越來(lái)越高，穩(wěn)定性，精度，人性化等各個(gè)方面的發(fā)展都到了很高的程度，軋機(jī)自動(dòng)化主要包括以下幾個(gè)方面： 傳動(dòng)方面一：硬件組成1 系統(tǒng)組成：高壓配電室，變壓器，功率補(bǔ)償系統(tǒng)，低

2、壓配電室,低壓開關(guān)柜，控制單元柜，功率單元柜，系統(tǒng)控制柜，繼電器柜，2 各控制柜的的作用：高壓柜：主要作用為了啟停工廠的高壓電源，顯示高壓電壓和電流數(shù)值，高壓計(jì)量3 變壓器：主要作用為將高壓變電所來(lái)的高壓變成工廠需要的電壓值，4 低壓開關(guān)柜：為各設(shè)備提供抵壓電源5 系統(tǒng)控制柜：為傳動(dòng)系統(tǒng)總控制，系統(tǒng)啟動(dòng)停止，數(shù)據(jù)計(jì)算，各單元協(xié)調(diào)運(yùn)行6 繼電器柜：主要為PLC數(shù)字量輸出實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換7 繼電系統(tǒng)柜：主要控制一些普通電機(jī)如泵，風(fēng)機(jī)等的運(yùn)行控制。8 主電機(jī)控制柜：為軋機(jī)的主要電機(jī)進(jìn)行單元控制9 功率單元柜：主要電機(jī)控制的功率輸出二：各主要低壓柜的組成1 低壓開關(guān)柜內(nèi)主要由：刀開關(guān)，自動(dòng)開關(guān)，起停線路，

3、顯示2 系統(tǒng)控制柜由可編程序控制器，（電源模塊，中央處理單元，數(shù)字量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出，高速計(jì)數(shù)模塊，定位模塊，連接模塊，通訊模塊，槽板）供電空開，直流電源3 繼電器柜由24伏或220伏繼電器（根據(jù)要求選擇開閉點(diǎn)數(shù)目），電源開關(guān)，直流電源4 主要電機(jī)控制單元柜，由直流電源電機(jī)控制器或矢量型變頻器，（控制板，電樞電源觸發(fā)板，勵(lì)磁控制板，勵(lì)磁功率主回路，通訊板，卷經(jīng)控制板，編碼器信號(hào)接收板等）直流開關(guān)電源，工作電源開關(guān)，（變頻器有整流板及逆變觸發(fā)板）5 功率單元柜由電抗器，冷卻風(fēng)機(jī)，整流調(diào)壓?jiǎn)卧煽毓杓吧崞?，）（變頻器為快速雙向可控硅IGBT）擴(kuò)容的外加有過(guò)壓保護(hù)線路，換向保護(hù)線路三

4、 控制思路 先確定一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分PID控制理念PID控制器(比例-積分-微分控制器)，由比例單元 P、積分單元 I 和微分單元 D 組成。通過(guò)Kp， Ki和Kd三個(gè)參數(shù)的設(shè)定。PID控制器主要適用于基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)。PID 控制器的方塊圖PID 控制器是一個(gè)在工業(yè)控制應(yīng)用中常見的反饋回路部件。這個(gè)控制器把收集到的數(shù)據(jù)和一個(gè)參考值進(jìn)行比較，然后把這個(gè)差 值用于計(jì)算新的輸入值，這個(gè)新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)據(jù)達(dá)到或者保持在參考值。和其他簡(jiǎn)單的控制運(yùn)算不同，PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差別的出現(xiàn)率來(lái)調(diào)整輸入值，這樣可以使系統(tǒng)更加準(zhǔn)確，更加穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)學(xué)

5、的方法證明，在其他控制方法導(dǎo)致系統(tǒng)有穩(wěn)定誤差或過(guò)程反復(fù)的情況下，一個(gè)PID反饋回路卻可以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定贊同 1 主電機(jī)在單電機(jī)的情況下為典型的速度控制系統(tǒng)，雙電機(jī)時(shí)分二種情況，并聯(lián)且在減速箱單獨(dú)出軸的情況，那么要做負(fù)載平衡，即以一電機(jī)為主電機(jī)，在線速度給定相同的情況下，另一電機(jī)的電流輸出和主電機(jī)相比較，如有偏差則調(diào)節(jié)速度值以使電流偏差在允許范圍內(nèi)。二電機(jī)串聯(lián)時(shí)從電機(jī)為電流控制，即速度反饋給到主電機(jī)，然后由主電機(jī)給從電機(jī)，由從電機(jī)的控制參數(shù)中設(shè)置一附加速度值，加到速度給定上，這樣速度總達(dá)不到飽和狀態(tài)，速度環(huán)輸出總是滿值輸出，這樣速度調(diào)節(jié)就失去作用，只有電流內(nèi)環(huán)起作用，這時(shí)主電機(jī)的電流輸出作為作為

6、從電機(jī)的電流限幅給定，致使從電機(jī)的電流值總是和主電機(jī)的電流相等，二電機(jī)的出力相同，共同完成軋制任務(wù)， 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)圖STLTSFUgnUfnUfiUfiUnUiUk速度給定Ugn與速度反饋Ufn相減（轉(zhuǎn)速為負(fù)反饋）差值Un送入速度調(diào)節(jié)器，速度和電流調(diào)節(jié)器都是PI調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出Ugi作為電流調(diào)節(jié)器的給定信號(hào)，與電流反饋信號(hào)相比較，差值送入電流調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器的輸出Uk作為可控硅觸發(fā)裝置的移相電壓，2 卷曲電機(jī)控制：卷曲電機(jī)為張力控制系統(tǒng)，要求軋制時(shí)張力穩(wěn)定可調(diào)，張力控制有幾種方式：一種為直接測(cè)量，一種為間接計(jì)算，方法有開環(huán)控制有閉環(huán)控制，一般計(jì)算卷經(jīng)來(lái)保持張力穩(wěn)定的方式是

7、作為開環(huán)控制的比較多，卷經(jīng)的計(jì)算和測(cè)量的方法比較多，一種是線速度和角速度之比為卷經(jīng)，一種是設(shè)定板子的厚度，由編碼器的零位脈沖來(lái)確定圈數(shù)，卷經(jīng)厚度乘以圈數(shù)既是實(shí)際卷經(jīng)，一種是用位移傳感器直接測(cè)量出的卷經(jīng)，（如超聲波傳感器）根據(jù)力矩的公式Q=F*L由給定張力乘以卷經(jīng)就是現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際張力，直接測(cè)量張力是用張力棍測(cè)量，根據(jù)壓力傳感器的數(shù)值，進(jìn)行整定，使它發(fā)出的信號(hào)（+-10V，0-24MA，4-24MA）和力的信號(hào)相對(duì)應(yīng)，信號(hào)整定后進(jìn)入模擬量輸入模塊，作為張力閉環(huán)的張力反饋信號(hào)，與張力給定信號(hào)比較后送給張力調(diào)節(jié)器，張力調(diào)節(jié)器輸出送給電流環(huán)的電流限幅，調(diào)節(jié)電流大小，電流大小和電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成正比，在實(shí)際應(yīng)

8、用中軋機(jī)在加減速時(shí)，張力的變化很大，需要進(jìn)行補(bǔ)償，取主機(jī)加速度乘以可變轉(zhuǎn)動(dòng)變慣量的數(shù)值， 可變轉(zhuǎn)動(dòng)變將的公式為： 四： PLC功能簡(jiǎn)述 PLC硬件組態(tài)圖 PLC PLC 的軟件程序圖 所有的程序執(zhí)行都由PLC的CPU控制，比如現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集，由CPU控制采樣周期，一般在10ms左右，對(duì)信號(hào)實(shí)時(shí)采樣，后進(jìn)行數(shù)據(jù)整定，運(yùn)算，限幅，輸出，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，PLC可進(jìn)行數(shù)據(jù)移位，實(shí)數(shù)計(jì)算，浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算，邏輯功能實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)傳送，延時(shí)計(jì)數(shù)功能，進(jìn)制轉(zhuǎn)換，支持局域網(wǎng)通訊， 實(shí)際上PLC只是自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的一種組件，只要有一本說(shuō)明書一周應(yīng)該就能學(xué)會(huì)，然后積累編程經(jīng)驗(yàn)，會(huì)看電路圖的更快，它的表現(xiàn)形式就是從電

9、路圖發(fā)展來(lái)的，具體做法就是根據(jù)工程要求進(jìn)行PLC選型，國(guó)內(nèi)國(guó)外的廠家很多，比如西門子，歐姆龍，松下，AB，ABB， 臺(tái)達(dá)等。例如工程要求輸入輸出的點(diǎn)數(shù)多少，掃描速度，選擇小型，大型，高智能的，軋機(jī)速度在10米以下的中型的就可以了，大部分廠家都選擇西門子S7-300 ，就滿足要求，型號(hào)定下之后，選擇槽板，也就是安裝支架，選擇數(shù)字量輸入輸出模塊，模擬量模塊，通訊模塊，選好后在軟件中進(jìn)行組態(tài)，在組態(tài)時(shí)硬件的型號(hào)及版本號(hào)和軟件中相同，以便CPU識(shí)別，此時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，也就是PROFUBUS，或INTERNET，PROFUBUS用來(lái)和現(xiàn)場(chǎng)PLC分站及調(diào)速裝置進(jìn)行通訊，INTERNET用來(lái)和人機(jī)界面通訊，

10、（WCC）然后進(jìn)行編程，首先建立一個(gè)項(xiàng)目然后配置上CPU就可以編輯自已的用戶程序了，第一步先加入一個(gè)組織塊OB1，對(duì)下面的程序進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)用，然后是功能塊，系統(tǒng)功能塊，數(shù)據(jù)快，一步步地用程序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)功能控制，程序的表現(xiàn)形式有三種，一為梯形圖（LAD），二為語(yǔ)句表（STL），三為功能表（FBD）， 梯形圖與原理圖相似，STL與匯編語(yǔ)言相似，F(xiàn)BD編程較適用于功能塊較多的情況，尤其是功能塊的管腳比較多，彼此之間的聯(lián)系復(fù)雜，在這個(gè)界面里可以直接拉線連起來(lái)，不需要中間變量， 另外通訊程序有具體的標(biāo)準(zhǔn)快，或廠家能提供標(biāo)準(zhǔn)的程序，然后把地址鍵入，設(shè)定傳輸?shù)目刂谱趾蜖顟B(tài)字的數(shù)目和長(zhǎng)度， 五： 調(diào)速裝置的使

11、用硬件原理圖裝置由主板，電源觸發(fā)板及功率元件組成，在主板上有一排接線端子，它們的功能是裝置的使能和合閘，這是裝置運(yùn)行必備的條件，由外電路高電平激活，給到裝置相應(yīng)的控制字參數(shù)上，如果控制字中的合閘及使能信號(hào)由網(wǎng)絡(luò)給出，那么端子上也需要短接到24V上，在軟件設(shè)置中這二種信號(hào)是向與的關(guān)系，除此之外還有三路數(shù)字量輸入信號(hào)，三路數(shù)字量輸出信號(hào)，模擬量輸入輸出各二路，分別接受數(shù)字及模擬信號(hào)用于控制及計(jì)算，以實(shí)現(xiàn)工程功能，還有編碼器（測(cè)速發(fā)電機(jī)）接收端子，接收速度信號(hào)用于速度反饋，速度反饋現(xiàn)在用編碼器的多，測(cè)速發(fā)電機(jī)的很少了，關(guān)鍵是編碼器的測(cè)量精度比測(cè)速發(fā)電機(jī)要高二個(gè)數(shù)量級(jí)，內(nèi)部參數(shù)的設(shè)置就是根據(jù)自動(dòng)控制理

12、論，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)的速度可控，電流可控，簡(jiǎn)要說(shuō)明一下參數(shù)的配置：外部電路接好后，就可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置了，（說(shuō)明以下裝置的選型：主要是根據(jù)電機(jī)的功率和電流確定裝置的容量，根據(jù)功能價(jià)格穩(wěn)定性及熟悉程度選擇裝置的廠家，根據(jù)是否配置有網(wǎng)絡(luò)選擇加通訊板，根據(jù)張力的設(shè)定方法選擇是否用T400等專業(yè)板），第一步首先在參數(shù)中確定電機(jī)的電流，電壓，勵(lì)磁的電流，電壓；轉(zhuǎn)速（速度反饋的方式，編碼器反饋，測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋，電樞電壓反饋，是否要弱磁升速），轉(zhuǎn)矩，這些確定好之后，就可以進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化，優(yōu)化的目的，是進(jìn)行電機(jī)辨識(shí)，確定最好增益參數(shù)，即速度環(huán)和電流環(huán)的系統(tǒng)增益，測(cè)量出電樞系統(tǒng)回路總電阻，總的機(jī)電時(shí)間常數(shù)，優(yōu)化完之后，

13、設(shè)置控制參數(shù)，首先是速度給定，給定方式可以從主板上模擬量的輸入口給定，+-10V對(duì)應(yīng)正反向最大速度，操作臺(tái)上的電位器控制電壓大小，也可以用軟件上自帶的電動(dòng)電位計(jì)給入，這樣操作臺(tái)上用按鈕就可以實(shí)現(xiàn)了，還有用按鈕給到PLC中然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的控制字給定，張力計(jì)算及卷經(jīng)計(jì)算可以在PLC中計(jì)算也可以在利用裝置中功能塊計(jì)算實(shí)現(xiàn)，設(shè)定電流限幅，快停急停設(shè)置，最后設(shè)定通訊的控制字，狀態(tài)字，裝置和裝置通訊，裝置和PLC通訊， AGC自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 一：電氣組成：控制柜，內(nèi)含智能PLC，PLC由電源模塊，CPU，高速計(jì)數(shù)模塊二塊，模擬量輸入輸出模塊，數(shù)字量輸入輸出模塊，（早期由工控機(jī)外加控制分立板組成，位移信號(hào)接

14、收板，壓力及厚度信號(hào)接收板，厚度給定接收板，數(shù)字量接收板，速度信號(hào)接收板，伺服閥控制功率輸出板）24V，15V電源模塊，位移傳感器二次儀表（信號(hào)變送器：信號(hào)整定放大）功率放大板（給伺服閥供電），外部有伺服閥，位移傳感器，壓力傳感器，快瀉閥，線速度檢測(cè)器件（編碼器，激光測(cè)速器等），操作臺(tái)（工控機(jī)，工作泄荷鈕，顯示儀表），液壓站設(shè)備。二，控制思想：現(xiàn)在的厚度控制有自動(dòng)厚度控制AGC，自動(dòng)壓力控制AFC，自動(dòng)位移（位置）控制APC，自動(dòng)張力控制ATC等，根據(jù)彈跳方程H=S+（P-P0）/Cp，在PLC中編輯程序，使彈跳方程在程序中演繹出來(lái)，智能PLC的掃描周期為10Ms，周期性采樣位移和壓力速度信號(hào)

15、。1，在AGC情況下，由工控機(jī)上設(shè)置厚度和輥縫給定，（當(dāng)然要先預(yù)壓靠，預(yù)壓靠的作用是消除機(jī)架軸承等引起剛度變化的不穩(wěn)定因素，因?yàn)樵谲堉屏_(dá)到一定程度后，系統(tǒng)地剛度系數(shù)才是線性的，找出平直的軋制線，人工撥零之后，就確定了輥縫和位移的初始值）厚度設(shè)定通過(guò)internet傳送給PLC中用于控制中的初始給定，與測(cè)厚儀來(lái)的厚度反饋信號(hào)微調(diào)給定信號(hào)匯合后送入厚度調(diào)節(jié)器，厚度調(diào)節(jié)器輸出作為輥縫調(diào)節(jié)器的給定，與位移調(diào)節(jié)器反饋信號(hào)相減后送入輥縫調(diào)節(jié)器，輥縫調(diào)節(jié)器的輸出給到伺服閥功率驅(qū)動(dòng)器，完成控制，這其中要在程序中求出系統(tǒng)的剛度系數(shù)和軋件的應(yīng)力系數(shù)，和壓力值相比后作為輥縫補(bǔ)償加入輥縫輸出中 輥縫控制原理圖2，AFC控制，由工控機(jī)進(jìn)行壓力給定，與壓力傳感器反饋回來(lái)的壓力信號(hào)相減后送入壓力調(diào)節(jié)器，壓力調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)平分后分別送入二個(gè)伺服閥功率驅(qū)動(dòng)器，其中糾偏信號(hào)平分后直接加（減）入調(diào)節(jié)器