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非晶合金鐵心變壓器操作面板的設(shè)計(jì)

1箔帶橫剪機(jī)系統(tǒng)非晶合金鐵心壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓場(chǎng)是一種新型的節(jié)能壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力壓力。采用非晶合金制成的變壓器與采用硅鋼片制成的變壓器,在相同容量下比較,前者比后者的空載損耗可減少60%~70%、勵(lì)磁電流僅為硅鋼片變壓器的1/8~1/12、總能量損耗可減少40%~60%。實(shí)踐證明,非晶合金變壓器性能穩(wěn)定、可靠且節(jié)能效果顯著,是配電變壓器理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。非晶合金鐵心作為新型變壓器的核心部件,其質(zhì)量好壞直接影響變壓器的整體性能和節(jié)能效果。非晶合金鐵心制造成本較高,一般都是由專業(yè)廠家生產(chǎn),再交由變壓器廠進(jìn)行組裝。本文中的非晶合金箔帶橫剪機(jī)是為西安非晶科技股份有限公司專門研制的。非晶合金鐵心是由一組不同長(zhǎng)度的非晶合金鐵心片卷制而成,因此,制造鐵心的第一步是獲得符合要求的鐵心箔片,非晶合金箔帶橫剪機(jī)可將非晶合金箔帶切割成指定長(zhǎng)度的鐵心箔片。與普通硅鋼片橫剪機(jī)不同的是,該機(jī)組不但要求所剪鐵心片具有較高的尺寸精度,還要求在運(yùn)行過(guò)程中按照需求自動(dòng)改變下料的尺寸,即每剪切數(shù)刀同尺寸鐵心片,就要在原有長(zhǎng)度上增加一個(gè)補(bǔ)償值,亦稱遞增量,并按照新的尺寸繼續(xù)剪切。當(dāng)總的剪切數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),機(jī)組自動(dòng)停機(jī)。這樣做可以在一個(gè)生產(chǎn)循環(huán)中得到制造一個(gè)鐵心所需的全部尺寸的鐵心片,如果要生產(chǎn)另一種型號(hào)的鐵心,只需重新設(shè)定一次參數(shù),非常方便,并且能夠提高生產(chǎn)柔性。該控制系統(tǒng)不僅可以準(zhǔn)確控制鐵心片長(zhǎng)度尺寸,并且能夠在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)增加補(bǔ)償值,還可以方便快捷地設(shè)定非晶合金鐵心片的長(zhǎng)度和補(bǔ)償值等參數(shù)。橫剪機(jī)主要由開卷機(jī)、矯直機(jī)、測(cè)長(zhǎng)輥、夾送輥和橫剪等部分組成,如圖1所示。夾送輥分上夾送輥和下夾送輥。為方便上料,上夾送輥可升起,并可自由轉(zhuǎn)動(dòng);下夾送輥由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。工作時(shí),上下夾送輥將非晶箔帶夾緊,在夾送輥的帶動(dòng)下,非晶合金卷材經(jīng)過(guò)開卷機(jī)開卷,先通過(guò)前矯直機(jī),經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輥進(jìn)入后矯直機(jī),再通過(guò)夾送輥到達(dá)液壓橫剪,然后被裁切成規(guī)定尺寸的非晶鐵心箔片。該機(jī)組屬于停剪工作方式,即剪切箔帶時(shí),夾送輥停止送料。根據(jù)實(shí)際需要,該機(jī)設(shè)計(jì)有手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行兩種操作模式,為方便進(jìn)料及系統(tǒng)調(diào)試,在手動(dòng)模式中還設(shè)計(jì)有點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)和點(diǎn)動(dòng)后退、切刀升降及上夾送輥升降等功能。為此,該機(jī)設(shè)計(jì)有兩套操作面板:一套是由按鈕和選擇開關(guān)組成的手動(dòng)運(yùn)行操作面板,用于進(jìn)行常用動(dòng)作的操作;另一套面板為觸摸屏,可以實(shí)現(xiàn)包括手動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)行模式在內(nèi)的所有操作。2plc的應(yīng)用控制系統(tǒng)采用觸摸屏為上位機(jī)、可編程控制器作為下位機(jī)的兩級(jí)控制模式,使用伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為提高精度,使用測(cè)長(zhǎng)輥?zhàn)鳛槲恢梅答亗鞲衅?構(gòu)成一套閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖2為控制系統(tǒng)硬件配置示意圖。觸摸屏采用某公司PWS6600C-S5.7寸彩色觸摸屏。該屏支持多種協(xié)議與PLC通訊。在屏幕右側(cè)設(shè)計(jì)有5個(gè)輕觸式按鈕,可通過(guò)軟件設(shè)置其功能,使用非常方便。觸摸屏必須正確設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)等參數(shù)后才能與PLC正常通訊。通過(guò)該屏不但可以進(jìn)行開卷、收卷、伺服電機(jī)手動(dòng)與自動(dòng)運(yùn)行、上夾送輥升降和手動(dòng)剪切等操作,還可以監(jiān)控機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)定剪切參數(shù),從而減小了控制面板所占面積,并且使操作更加簡(jiǎn)便??删幊炭刂破鬟x用某公司FX2N-48MT晶體管輸出型PLC,該型號(hào)是FX系列PLC中功能較強(qiáng)的一款,其運(yùn)算速度快,有156種指令可供使用,并具有雙路20kHz脈沖輸出和雙相30kHz高速計(jì)數(shù)器等功能。PLC的輸入端主要接測(cè)長(zhǎng)儀A、B相脈沖輸出信號(hào)、自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)、手動(dòng)單步運(yùn)行啟動(dòng)和停止、手動(dòng)剪切、伺服電機(jī)點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)和后退、液壓站壓力上限和下限、急停及復(fù)位等開關(guān)量;輸出端主要連接伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器、電磁閥和繼電器等開關(guān)量。使用某公司MR-J2S-75A伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下夾送輥。采用增量式位置控制模式,PLC向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送PP和NP兩路脈沖信號(hào),分別控制伺服電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。在使用之前,必須在伺服驅(qū)動(dòng)器中設(shè)定相關(guān)參數(shù),伺服電機(jī)才能按照要求正常工作,如工作模式選擇、PP和NP對(duì)應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向和電子齒輪等參數(shù)。測(cè)長(zhǎng)輥用來(lái)測(cè)量箔帶移動(dòng)的距離,下測(cè)長(zhǎng)輥的一端共軸安裝有增量式旋轉(zhuǎn)編碼器。工作時(shí),非晶合金箔帶從上、下測(cè)長(zhǎng)輥間穿過(guò)并帶動(dòng)輥?zhàn)有D(zhuǎn),下測(cè)長(zhǎng)輥又帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)。測(cè)長(zhǎng)輥的外圓周長(zhǎng)為200mm,編碼器旋轉(zhuǎn)一周發(fā)送2000個(gè)脈沖,即箔帶前進(jìn)0.1mm,編碼器發(fā)出一個(gè)脈沖。PLC通過(guò)采集旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)送的A、B兩相脈沖個(gè)數(shù)來(lái)測(cè)定箔帶的位置變化。開卷機(jī)的開卷和收卷動(dòng)作通過(guò)一臺(tái)交流三相變頻電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn),電機(jī)由某公司FR-E500系列變頻器驅(qū)動(dòng)。開卷速度的快慢是根據(jù)帶材垂度確定的,選用歐姆龍E4PA系列超聲波測(cè)距傳感器測(cè)量帶材垂度。傳感器向變頻器發(fā)送4mA~20mA的電流控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,當(dāng)帶材達(dá)到最低點(diǎn)時(shí),電機(jī)以設(shè)定的最低速度轉(zhuǎn)動(dòng)。帶材越接近傳感器電機(jī)轉(zhuǎn)速越快,當(dāng)帶材接近到一定距離時(shí),電機(jī)以設(shè)定的最高速度轉(zhuǎn)動(dòng)。開卷機(jī)啟停和正反轉(zhuǎn)由PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)。上夾送輥的升降動(dòng)作靠一對(duì)氣缸來(lái)完成。液壓站向液壓橫剪和開卷機(jī)脹胎提供液壓力,驅(qū)動(dòng)橫剪上下運(yùn)動(dòng)以及開卷機(jī)脹胎的脹縮運(yùn)動(dòng),以上動(dòng)作都是由PLC通過(guò)電磁閥控制的。3程序的組成3.1自動(dòng)運(yùn)行模式使用某公司的GPPforWindows編程軟件進(jìn)行控制程序編寫,該軟件可以使用梯形圖、指令表和SFC三種編程方式,這三種方式可以相互轉(zhuǎn)換。非晶合金鐵心箔片的厚度僅為傳統(tǒng)硅鋼片厚度的1/10,約為0.025mm~0.035mm。為了提高生產(chǎn)效率,非晶合金箔帶都是5張層疊起來(lái),剪切一刀就可以得到5張同尺寸的非晶合金鐵心片。但是層疊的箔帶在進(jìn)給過(guò)程中,特別是在啟動(dòng)和停止時(shí)會(huì)發(fā)生層間打滑的現(xiàn)象,導(dǎo)致同一刀切出的鐵心片長(zhǎng)度不同。為了解決打滑問(wèn)題,將啟動(dòng)時(shí)的速度分為四級(jí),逐級(jí)遞增到指定速度,停止時(shí)先從指定速度降到較低速度后再減為零,如圖3所示,其目的就是要減小速度突變帶來(lái)的影響。這樣做不但可以防止層間打滑,還可以防止測(cè)長(zhǎng)儀與箔帶之間打滑。L1、L2、L3是固定值,使用中不發(fā)生變化,L4和L5是根據(jù)鐵心片尺寸不斷變化的,其中L5是本組鐵心片的實(shí)際尺寸。由于伺服電機(jī)工作轉(zhuǎn)速只有額定轉(zhuǎn)速的1/50,使用速度控制模式效果不佳,故采用在位置控制模式下,利用PLC提供的頻率控制指令調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法。即通過(guò)改變輸出脈沖的頻率改變伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速,頻率越高,轉(zhuǎn)速越快。自動(dòng)運(yùn)行模式的動(dòng)作流程如圖4所示。當(dāng)按下自動(dòng)運(yùn)行按鈕,PLC就讀取觸摸屏已設(shè)定好的尺寸參數(shù),然后啟動(dòng)伺服電機(jī),此時(shí)PLC向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送400Hz的脈沖信號(hào)。非晶合金箔帶在夾送輥帶動(dòng)下向橫剪處進(jìn)料,測(cè)長(zhǎng)儀檢測(cè)到箔帶運(yùn)動(dòng),并向PLC的高速計(jì)數(shù)器發(fā)送脈沖信號(hào)。PLC將計(jì)數(shù)器得到的脈沖個(gè)數(shù)與長(zhǎng)度L1對(duì)應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行比較,當(dāng)它們一致時(shí),PLC則向伺服電機(jī)發(fā)出900Hz的脈沖信號(hào),電機(jī)轉(zhuǎn)速增加約一倍。依此類推,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸達(dá)到指定轉(zhuǎn)速。當(dāng)計(jì)數(shù)器得到的脈沖個(gè)數(shù)與L4對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)一致時(shí),PLC將控制電機(jī)減速。當(dāng)達(dá)到L5對(duì)應(yīng)的脈沖個(gè)數(shù)時(shí),PLC停止向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖,伺服電機(jī)立即停止運(yùn)行。在伺服電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,PLC根據(jù)進(jìn)料傳感器的信號(hào)判斷是否開卷,如果需要,則啟動(dòng)開卷機(jī),運(yùn)行數(shù)秒后再關(guān)閉。伺服電機(jī)停止后,開始液壓橫剪工作,切斷箔帶,即可得到長(zhǎng)度為L(zhǎng)5的非晶合金鐵心片。經(jīng)過(guò)一段等待時(shí)間后,伺服電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng),再開始剪切下一片。當(dāng)同一組尺寸的鐵心片切完后,PLC會(huì)自動(dòng)給L4和L5增加一個(gè)遞增量并向操作人員報(bào)警提示。當(dāng)所有尺寸全部切完后,系統(tǒng)停機(jī)。這樣就完成了制作一個(gè)鐵心所需的全部尺寸的鐵心片的剪切。手動(dòng)運(yùn)行與自動(dòng)運(yùn)行類似,不同之處在于,橫剪機(jī)每一次的下料和剪切等動(dòng)作都需要通過(guò)手動(dòng)按鈕來(lái)完成。在編程時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和點(diǎn)動(dòng)前進(jìn)共用同一輸出Y000,出現(xiàn)了雙線圈問(wèn)題,影響程序正常運(yùn)行。后使用跳轉(zhuǎn)指令很好地解決了這一問(wèn)題。由于制造精度和小輪磨損等原因,實(shí)際剪切長(zhǎng)度與理論長(zhǎng)度總是存在誤差。為了消除這一誤差,在程序中給理論長(zhǎng)度值乘以一個(gè)修正系數(shù)e(0<e<2),將修正過(guò)的長(zhǎng)度值作為與計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較的最終值。修正系數(shù)可通過(guò)觸摸屏修改,以便在使用中隨時(shí)校正。3.2離線模擬的前設(shè)檢驗(yàn)使用某公司ADP6.0軟件設(shè)計(jì)畫面。通過(guò)調(diào)用軟件圖形庫(kù)中的元件并設(shè)定相關(guān)參數(shù)即可設(shè)計(jì)出需要的畫面。當(dāng)單獨(dú)畫面不能滿足需要時(shí),可以設(shè)計(jì)多個(gè)畫面來(lái)完成不同功能,并通過(guò)屏幕切換按鈕在各個(gè)畫面間切換。設(shè)計(jì)完成后,可利用軟件提供的模擬環(huán)境進(jìn)行離線模擬,據(jù)此進(jìn)行必要的修改。修改完成后就可通過(guò)數(shù)據(jù)線,將設(shè)計(jì)好的程序下載到觸摸屏中即可進(jìn)行使用了。本程序共設(shè)計(jì)了四個(gè)畫面:啟動(dòng)畫面、監(jiān)控畫面、參數(shù)設(shè)定畫面和已設(shè)定值畫面。啟動(dòng)畫面主要控制開卷機(jī)開卷和收卷、開卷機(jī)脹胎的脹縮、上夾送輥的升降、伺服電機(jī)的點(diǎn)進(jìn)和點(diǎn)退及復(fù)位等;監(jiān)控畫面設(shè)有數(shù)據(jù)顯示欄和指示燈,主要監(jiān)控機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài),還可以控制伺服電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行和停止等動(dòng)作;參數(shù)設(shè)定畫面用來(lái)設(shè)定初始長(zhǎng)度、遞增量、每組重復(fù)次數(shù)、總次數(shù)、等待時(shí)間和修正系數(shù)等參數(shù);已設(shè)定值畫面只用來(lái)檢查參數(shù)設(shè)定畫面已設(shè)定的參數(shù)。圖5為監(jiān)控畫面,其為觸摸屏右邊的按鈕定

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