【南通剪板机厂家】全自动剪板机产能是多少

作者:初夏      发布时间:2021-08-09      浏览量:61582







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摘要:钢板校平剪板机是钢板厂、钢板仓的重要设备。。针对传统切割机系统控制精度低的问题,基于台达工控产品开发了460mm宽钢卷校平剪板机自动控制系统。本文主要讨论系统设计开发过程中的一些关键技术细节。生产实践应用表明,该系统设计成功,控制精度高,运行稳定可靠,经适当修改也可应用于类似的断续切割系统,具有推广应用意义。
关键词:定长剪切,快速定位算法,剪切控制系统
1 简介
板材厂生产的轧制钢板的宽度一般都需要平整、切割后才能作为最终产品提供给客户。因此,钢板校平剪板机是钢板厂和钢板仓的重要生产设备。由于传统剪板机在使用中存在诸多问题,针对传统钢板校平剪生产效率低、切割定位精度低的问题,基于台达工控产品的460mm宽卷板钢板校准系统发达。剪板机自动控制系统已投产使用,运行稳定可靠,控制精度高,维护使用方便,深受用户好评。本文从工艺技术的角度探讨了开发过程中的一些关键技术和工程实现相关问题。
2 钢板切割工艺简介及传统切割控制存在的问题
2.1 切割工艺简介
切割过程如图1所示。切割系统由五个子系统组成:上料、整平、切割、皮带输送、成品码垛。原料卷(钢板后约3-5mm)经过上料机和压平机后,经过4m长的缓冲坑后送入校平子系统进行校平。

图1 切割工艺流程图
定位,根据给定的切割长度要求定位后,板材切割机将钢板切割成成品,最后通过皮带送出堆垛包装。系统运行过程中,利用位于坑内的光电开关,根据钢板的下垂程度启动或停止送料机的送料,使送料速度与送料机的运行速度相匹配。整平机。操作员可通过触摸屏人机界面输入每一次切割。切割长度和切割刀数,设置完成后,启动系统自动投入运行。切割工艺的具体技术指标要求是:整平剪板机要求切割长度为2m时,其速度可达每分钟8次,钢板长度相对误差在5mm以内。
2.2 工艺数据要求
根据切割工艺和物理计算的需要,满足工艺技术指标的相关技术数据配置为:送料功率、7。5kW; 变频学校减速电机功率为3。7千瓦,减速比15:1; 切割机电机功率,4千瓦; 皮带输送电机功率,3。7 千瓦; 变频校正机辊径,108mm; 编码器分辨率,500ppr; 最大送料速度,25m/min; 切割机速度,60次/分钟; 生钢板厚度3-5mm,宽度小于460mm; 缓冲坑:长4m,深3m。
2.3 传统切割控制系统存在的问题
根据上述过程数据要求设计这种类型的控制系统并不难,但由于传统解决方案的不足,往往留下许多遗憾。对于低端设备,传统的实现方式一般采用直流调速系统。实施方案的缺点是:系统体积大、功耗大、调试复杂、维护成本高; 在定位控制方式上,一般采用读行程开关信号后,通过预减速和气刹的定位方式,切割效率很低,误差大。对于高端设备,一般采用直流伺服技术。虽然精度和效率有保证,但是价格很贵,产品的性价比也不尽如人意。
随着计算机技术、自动控制技术和矢量变频调速技术的飞速发展,如何利用先进的控制技术来构建具有优异性能价格比的切割控制系统是人们关注的焦点。基于台达工业产品整体配套控制方案,更好的解决存在的问题。
3 基于台达工业产品的自动切割控制系统
3.1 控制原理介绍
基于台达工控产品的切割控制系统整体解决方案控制框图如图2所示。。系统采用编码器、PLC、矢量变频器组成自动控制系统,实现精准定位。长度定位采用台达编码器500PPR与校平送料辊直连方式

图2 整体方案控制框图
实现精确测量。整平机由3。由7Kw减速比15:1的减速电机驱动,采用电磁制动器强行克服钢制运动的惯性,便于被加工物准确定位。触摸屏人机界面作为向上下发指令和数据的窗口,通过人机界面与DVP16EH00R通讯,数据和指令由PLC控制,控制现场设备。在定位系统中,由于台达EH内置了全开放的经典PID指令,以该指令为核心,可以在PID运行过程中随时动态修改计算结果、P/I/D及所有关键参数计算过程。可以随时修正。通过控制算法的动态修正,可以弥补异步电机响应滞后的不足。采用动态PID连续定位算法,使矢量变频器在速度模式下可以非常准确地控制异步电机的定位。在该算法下,变频器的给定转速处于变化状态。PLC内置RS485接口和变频器内置485接口,通过115200 BPS高速通讯完成速度设定和状态检测,以低成本替代原有交流电需求。伺服可以完成的功能,实现精确的切割长度控制。系统中现场设备的各种DI信号反馈给DVP-EH可编程控制器,计算结果输出给执行器执行,实现安全、可靠、稳定的控制。
3.2 关键数据计算及控制方案说明
滚筒直径108mm,周长3.1415*108=339mm。编码器采用2倍频计数,则编码器计数精度为339/1000=0.339mm。板材切割机切割时间为每次1s,滚筒以30m/min的速度带动板材达到要求。例如加速到最大速度的时间为2s,减速到0的时间为2s,系统在一分钟内以最高速度运行,时间为60-8-4*8=20s。一分钟跑的距离是20*30/60+30*4*8*0.5/60=18m,可满足每分钟2*8=16m的要求。
PLC计数频率:(30*1000/0.339)/60=1475HZ<3KHZ。台达ES系列PLC可满足要求。
由额定转速为1450r/min,减速比为15:1的减速电机驱动,转速为1450/15=96r/min。辊轴直径108mm,线速度3.1415*108*96/1000=32.7m/min,大于计算最大速度30m/min,满足要求。
设置的参数和PLC自动修正数据存储在PLC的掉电保留区(EEPROM AREA)中,可以保证数据不会丢失; 人机界面具有电池备份数据保存区(64K Byte),可存储重要的过程历史数据; 人机界面可对PLC数据进行二次处理,如报警记录和显示等。; 此外,还可根据客户需求灵活设计其他规定要求。为方便远程监控,可使用EH扩展接口扩展第三个串口,实现设备远程和近端人机界面的双重控制。
3.3 安全性和可靠性考虑
系统各部分设有电机操作按钮、急停按钮、手动和自动选择等。所有逆变器安装在控制柜内,PLC和人机界面放置在现场设备上。这种配置可以缩短PLC与人机界面的通讯距离,减少变频器对弱电系统的干扰,尤其是编码器。提高通讯可靠性和控制精度,同时也提高了操作的便利性。使变频器、变压器和配电设备远离信号设备,防止强电流干扰小信号,提高精度。配电柜设计注意事项: 1)配电系统单独控制各回路,设计有循环风冷、后备电源、后备按钮和说明书,便于检查和修改; 2)现场供电、联锁供电、低压供电系统均采用空气开关设计,防止供电短路相互影响; 3)五线制三相供电,配电柜零线与地线分开,有利于抗干扰和操作人身安全。
3.4 现场应用及系统设计说明
采用矢量变频器、15:1减速电机和电磁制动器,有效克服惯性对定位的影响和送料机的冲量,提高切割精度。影响精度的因素很多,如编码器干扰、电机与联轴器的间隙、联轴器的背隙、编码器与联轴器的间隙等。
表1 主要控制元件及装置表


联轴器的间隙,运动和停止过程中原料与滚筒之间的打滑等。为此,除了设计中的高精度编码器、矢量变频器、快速响应电磁制动器外,还必须安装调试。尽量减少联轴器的齿隙,增加板与滚子之间的摩擦。为了适应给料机和整平机的速度,在给料机和整平机之间可以采用挖坑的方法来实现缓冲。例如送料机以16m/s的速度送料,整平机以2m为块。切板需留2m余量。如果挖一个3m长2m深的坑,只要满足2m余量就可以满足速度匹配。但是,实际的钢板不能拉到水平面,也不能接触到坑底。因此,在坑底适当位置安装一对光电开关,检测超限信号,只要超限就启动给料机,以方便挖一个。。4m长3m深坑可满足工艺要求。
系统选用的主要控制元件和装置见表1。以下问题在系统设计中值得关注。
1)矢量变频器选用台达VFD-V系列。该产品具有非常高的性价比。配合高频宽响应位置闭环控制卡PG05,可大大提高异步电机的响应特性;
2)人机界面选用台达DOP-A系列5.7'蓝屏触摸屏,产品外观精美,开发、使用、维护简单。在同类产品中具有较高的性价比,其强大的软件功能完全满足同类系统的应用需求;
3)编码器采用高精度、高可靠性的台达ES编码器产品。产品核心光栅码盘采用台达专利激光刻蚀技术,配合专利光电转换技术,使输出脉冲边缘形状干净,同时保持高频脉冲输出不会变形或丢失的特性;
4)PLC为台达EH系列。该系列产品采用ASIC芯片在硬件中处理算术指令,大大提高了处理速度和可靠性。一个小型PLC即可实现中型PLC的功能。
4。结论
基于台达工控产品解决方案的460mm宽卷钢板校平剪切机自动控制系统已投入生产实践,应用效果显示:
1)程序切割精度高,完全满足用户要求,操作简单;
2)异步电机、矢量变频器、高速PLC的简单组合,可实现快速定长控制,性价比高,满足实际工程需要,能满足市场需求;
3)改进的PID算法可以实现矢量逆变器和异步电机的带宽响应控制。