電氣傳動、AGC及自動化控制系統(tǒng)

電氣傳動、AGC及自動化控制系統(tǒng)<<1700mm鋁箔軋機電氣控制系統(tǒng)技術(shù)要求>>若最終要求有變化，以最終要求為準上海市徐匯區(qū)龍華路2535號直流系統(tǒng)-系統(tǒng)組成直流控制器選用西門子公司的6RA70系列全數(shù)字直流控制器2臺開卷機共用四象限調(diào)速器2臺卷取機共用四象限調(diào)速器主機采用四象限調(diào)速器直流控制器采用旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器作為速度反饋超聲波卷徑測量儀直流控制器選裝PROFIBUS-DP通訊卡，與PLC系統(tǒng)組成總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在主機的入口與出口側(cè)的偏導(dǎo)輥上裝有旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器作為軋機的線速度反饋，信號進入PLC系統(tǒng)上海市徐匯區(qū)龍華路2535號直流系統(tǒng)-系統(tǒng)組成

注:PROFIBUS-DP的性能:響應(yīng)時間:1.5Mbit/s-12Mbit/s

從站數(shù)量:20-30MAX125

典型消息長度:120字節(jié)MAX240字節(jié)網(wǎng)絡(luò)長度:9.6km-90kmSIEMENS6RA70是全數(shù)字直流調(diào)速器,在恒功率時有較大的調(diào)速范圍,有較高的啟動轉(zhuǎn)距,并在轉(zhuǎn)距較低時也能提供全部轉(zhuǎn)距。具有電源故障、接口故障、驅(qū)動故障、啟動故障、內(nèi)部故障、通訊故障等監(jiān)控和保護措施。并能方便的與上微機通訊，可以與AGC系統(tǒng)實現(xiàn)速度控制和轉(zhuǎn)矩控制。上海市徐匯區(qū)龍華路2535號直流系統(tǒng)-控制原理本鋁箔軋機是不可逆軋機，但考慮到事故時再生制動和反沖動，調(diào)速器選用四項限產(chǎn)品。機架傳動系統(tǒng)是典型的閉環(huán)速度控制系統(tǒng)，穿帶速度0.3m/s,升速軋制時按照給定積分器預(yù)先給定的加速斜率進行加速。速度給定是線性漸增函數(shù),在整個升速過程中速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器均起調(diào)節(jié)作用。在高速軋制時，電動機超過額定轉(zhuǎn)速，須進行弱磁升速。當電樞反電勢達到90％時，勵磁給定向負值增加，直到電動機轉(zhuǎn)速達到給定轉(zhuǎn)速為止。配合AGC進行厚度自動控制、斷帶保護。上海市徐匯區(qū)龍華路2535號直流系統(tǒng)-控制原理卷取機、開卷機采用最大力矩調(diào)節(jié)系統(tǒng)，軋制過程中帶材張力恒定。在基速以下運行時，電動機額定勵磁，電流和卷徑成正比變化。基速以上運行采用恒電流、恒電勢調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持張力恒定。主要由電流調(diào)節(jié)器、勵磁調(diào)節(jié)器組成。卷筒傳動機械量與電氣量關(guān)系式：P=EI/1000=TV/102T=KФ/DI基速以上：D/Ф=常數(shù)I=常數(shù)基速以下：Ф=ФеI=K1D電樞控制采用轉(zhuǎn)速、電流、電壓三環(huán)控制方式，電壓環(huán)可克服小張力電流斷續(xù)的影響。張力控制、速度控制可轉(zhuǎn)換，沖動、穿帶時為速度控制，建張后為電流控制，斷帶時自動轉(zhuǎn)為速度控制。電樞回路總電流：I∑=IT+IG+IO式中IG動態(tài)電流、IO空載電流必須進行補償，才能保證張力電流按給定變化。單電機綜合力距設(shè)定值M∑1＝MT+〔K1’/D+b（K2D3-K3/D）〕dv/dt+MO雙電機綜合力距設(shè)定值M∑2＝1/2｛MT+〔K1”/D+b（K2D3-K3/D）〕

dv/dt+MO｝上海市徐匯區(qū)龍華路2535號直流系統(tǒng)-控制原理–調(diào)速器的工作范圍電動機最高轉(zhuǎn)速：NMAX=

最高轉(zhuǎn)速時磁通:ФMIN=ФN關(guān)于張力電流;勵磁;轉(zhuǎn)速;卷徑之間關(guān)系的計算:

軋制開始:N=Ф=ФN

軋制結(jié)束:N=Ф=

張力電流:I=M/ME

ФN/ФIN

弱磁分界點卷徑:D=60iVMAX∏D0NNNMAX60iV∏DMAX60iV∏DФN

N/NN60iV

∏NN上海市徐匯區(qū)龍華路2535號直流系統(tǒng)-控制原理-關(guān)于直徑計算上海市徐匯區(qū)龍華路2535號基礎(chǔ)自動化(PLC)系統(tǒng)PLC主站選用西門子S7-400主操作臺設(shè)置遠程單元ET200作為從站PLC之間及與傳動控制器之間采用Profibus-DP總線通訊結(jié)構(gòu)主操作臺配備TP270觸摸屏在主控制室配備工程師站PC機上海市徐匯區(qū)龍華路2535號基礎(chǔ)自動化(PLC)系統(tǒng)PLC系統(tǒng)實現(xiàn)主機的速度控制AGC系統(tǒng)運算控制開卷機/卷取機卷材直徑計算開卷機/卷取機張力控制張力的各種動態(tài)/靜態(tài)補償張力的錐度控制補償開關(guān)量邏輯控制上海市徐匯區(qū)龍華路2535號基礎(chǔ)自動化(PLC)系統(tǒng)開卷機與卷取機的旋轉(zhuǎn)脈沖編碼器中的“零”脈沖信號進入PLC系統(tǒng)利用線速度反饋脈沖信號，結(jié)合開卷機與卷取機的“零”脈沖信號，在PLC內(nèi)部計算卷材直徑PLC通過Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)控制軋機的速度與開卷機和卷取機的張力上海市徐匯區(qū)龍華路2535號基礎(chǔ)自動化(PLC)系統(tǒng)為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間和增強可靠性、穩(wěn)定性，PLC系統(tǒng)主站擬采用SIEMENS公司最新產(chǎn)品SIMATICS7-400控制，CPU采用CPU414-2型號，它適用于高性能應(yīng)用范圍中較高要求的場合，可滿足對程序規(guī)模和指令處理速度的更高要求，它具有Profibus-DP接口,可以作為主站直接連接到Profibus-DP現(xiàn)場總線，有較強網(wǎng)絡(luò)支持功能，能夠用來建立一個高速分布式系統(tǒng)。

CPU414-2的部分技術(shù)數(shù)據(jù):

CPU執(zhí)行一條二進制指令時間：0.1us定位加法:0.1us浮點加法:0.6us存儲器:256KBRAMS7計數(shù)器:256傳輸速率:12Mbit/sDP從站數(shù)量:96編程語言:STEP7數(shù)字量I/O:65536數(shù)字量I/O:4096

上海市徐匯區(qū)龍華路2535號系統(tǒng)組成

上海市徐匯區(qū)龍華路2535號基礎(chǔ)自動化(PLC)系統(tǒng)操作屏/觸摸屏參數(shù)設(shè)置/顯示畫面示例上海市徐匯區(qū)龍華路2535號基礎(chǔ)自動化(PLC)系統(tǒng)操作屏/觸摸屏參數(shù)設(shè)置/顯示畫面示例上海市徐匯區(qū)龍華路2535號厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)厚度自動控制系統(tǒng)是通過液壓及電氣系統(tǒng)在線連續(xù)調(diào)節(jié)來實現(xiàn)厚度自動控制，主要包括位置控制、壓力控制、張力控制、速度控制及多級控制。其中位置控制可調(diào)節(jié)范圍最大，適用帶材厚度范圍較大，是本系統(tǒng)中箔材厚度0.1mm以上主要控制方式。壓力控制主要用于其他控制方式的彈跳補償、負載控制，在鋁箔中精軋機中可滿足恒定小壓力的特殊軋制工藝。張力控制一般用于出口厚度在0.15mm以下，速度控制可調(diào)節(jié)范圍最小，比較適用于箔材后幾道次的軋制。為使軋機厚度控制最優(yōu)化，采取了多級控制方式，如速度、張力控制組合；張力、壓力控制組合及兩種控制方式自動轉(zhuǎn)換等。（1）位置控制是將給定出口厚度信號經(jīng)計算機計算轉(zhuǎn)化為液壓缸位置基準信號與位置傳感器的反饋信號相比較，利用軋機的彈跳方程計算出厚度偏差，信號被放大后送至電液伺服閥，改變油缸的實際位置，實現(xiàn)輥縫調(diào)節(jié)。（2）壓力控制是為了保證給定軋制負載與實際的軋制負載一致。上海市徐匯區(qū)龍華路2535號厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)（3）AGC系統(tǒng)AGC是厚度誤差反饋模式，是將測厚儀測得的出口厚度偏差信號分別送至位置、張力、速度、控制系統(tǒng)，通過在線調(diào)節(jié)油缸位置、軋制速度、帶材張力來消除厚度的偏差，使△h趨向于零。（4）根據(jù)用戶的不同需求，該系統(tǒng)還可實現(xiàn)軋制最優(yōu)化。用最優(yōu)化的軋制方式滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的特殊要求。（5）其它功能：斷帶保護：在斷帶時可使彎輥自動平衡，軋輥自動抬起，機列自動緊急停車。主要技術(shù)參數(shù)顯示軋機調(diào)零可實現(xiàn)速度優(yōu)化控制，使軋機達到最高可行速度，而出口厚度仍保持在目標值。（6）本鋁箔軋機AGC系統(tǒng)特點系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)

3HZ系統(tǒng)參數(shù)可在觸摸屏上設(shè)定、顯示、數(shù)字化、圖形化。各種厚度自動控制方式平穩(wěn)切換。與PC快速通訊。剛度補償上海市徐匯區(qū)龍華路2535號厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)上海市徐匯區(qū)龍華路2535號厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)軋機剛度與板厚控制軋機的彈跳方程:h=So+(Pz+Po)/K式中:h-軋件軋后厚度

So-設(shè)定人工零位時的空載縫Po-人工零位時的預(yù)壓力Pz-軋制壓力K-機座剛性系數(shù)上海市徐匯區(qū)龍華路2535號厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)tg

=M—塑性系數(shù)tg

=K—機座鋼性系數(shù)，即線性段的斜率軋機鋼度與板厚控制的關(guān)系

h=Ks

s

h—軋件厚度偏差信號

s—壓下調(diào)整值KS—壓下效率軋機的可控剛度KC=K/（1-C），K—軋機的自然剛性系數(shù)，C—調(diào)節(jié)系數(shù)1）恒輥縫控制C=1，Kc=

（最硬），帶材厚度h恒定2）自然剛度控制C=0，Kc=K，壓力不調(diào)，原始輥縫So恒定3）恒壓控制C=-

時，Kc=0（最軟），軋制力實現(xiàn)恒定上海市徐匯區(qū)龍華路2535號厚度自動控制系統(tǒng)(AGC)高精密X射線傳感器特性

(10KV雙模式)

MeasurementRange0.005-0.35mm測量范圍0.35-0.65mmAlloyInsensitivityAlloyInsensitive/合金不敏感合金敏感性0.005-0.33mm

Reduced/很少敏感性范圍

0.35-0.625mmCalibrationaccurcy2sigma,%readingexcludelaberro<0.1精度(實驗室偏差出外)

DynamicAccuracy(coilaverage)%+-0.1--0.2動態(tài)精度(整卷平均值,料頭/尾及加/減速除外)Repeatability(2Sigma)<0.02%@16secs.秒可重復(fù)性（2西格碼）<0.3%@50msecs.毫秒傳感器響應(yīng)時間2msecs.毫秒VFC分辨率1MHz測量速率20-50msecs.毫秒8小時漂移betterthan+-0.1%1小時以上的漂移0.3mm的樣片在16秒積分采樣時間的偏差為+/-0.04%軋制線敏感性0.01%--0.05%/cm外部最高溫度可到140度上海市徐匯區(qū)龍華路2535號交流控制中心-