一种金属齿条坯片三联轧机控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种金属齿条坯片三联轧机控制系统，负反馈闭环三联轧机控制系统由执行模块、控制模块、控制面板模块和报警模块组成，完成自动模式下的速度控制、启停控制，手动模式下点动控制，同时还有辅助功能控制及各种保护功能。本实用新型专利技术的优点是采用通信技术连接人机界面、PLC和变频器，减少布线数目，提高传输效率，控制更加精确；系统具有手动模式和自动模式，两个模式采用不同的参数组，相互独立并且对应工艺的不同工况，可靠性高；系统具有完善的电气安全保护措施，能完成报警和故障指示，同时可以在人机界面读出各个重要参数的数值，辅助判断故障原因及日常监控。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及金属针布制造领域，具体涉及一种金属齿条坯片三联乳机控制系统。
技术介绍
针布是梳棉机的基本元件，针布表面为针或齿，包裹在机件上用于梳理各种纤维(棉、麻、毛、化纤等)。针布分为:弹性针布、半硬性针布和硬性针布三类，硬性针布也就是金属针布。金属针布的制造的一般工艺流程:将外购的规格钢丝经过三联乳扁，乳出的坯片再经过冲齿、淬火，最后包装成针布圈或针布箱。我国与1955年引进金属针布，因为国外的技术封锁和国外工艺指标和国内不匹配等等诸多原因，国内也开始了独立研发金属针布的生产。60?70年代我国金属针布制造发展较快，而国产老式乳机也大多是那个时间段里生产的，现在的乳制设备也大都是在国产老式乳机的基础上加以改造完成的。乳机的控制系统也从最开始的直流调速系统到交流调速系统，再到现在应用最广的变频调速系统。目前的变频调速系统也大都是90年代后采用可编程逻辑控制器和通用变频器组成的控制系统。这类方案优点是比原来交流系统的控制精度有很大进步，乳制速度有所提高，缺点是当时的变频器需要外加装置形成闭环控制，系统复杂程度较高，因为这类设备采用可编程逻辑控制器的端子控制，没有采用通信技术进行数据传输，所以速度等等参数大多是靠旋钮手动调节的，变频器里的很多有用的参数不能读出。本技术设计的三联乳机控制系统是在老式三联乳机的基础上，保持原有工艺流程和生产设备不变，采用可编程控制器、变频器、人机界面和通信技术加以改造，实质是可编程逻辑控制器的多电机变频调速系统。按照原有的乳制工艺流程，三联乳机系统要完成自动模式下的速度控制、启停控制，手动模式下点动控制，同时还有辅助功能控制及各种保护功能。变频器作为执行机构，完成电机速度控制，再由电机带动乳辊。为保证乳制过程的秒流量相等，由于老式乳机现有的张力装置结构，张力信号需被变送成4?20mA的标准信号，再送入变频器进行闭环控制。当出现故障时，整个系统停止工作，控制系统将进行故障报警，故障指示以保证生产现场的安全。
技术实现思路
为提高三联乳机系统的可靠性、自动化程度和乳制精度，并且简化结构，本技术提供一种金属齿条坯片三联乳机控制系统。本技术通过以下技术方案来实现:一种金属齿条坯片三联乳机控制系统，其特征包括:负反馈闭环三联乳机控制系统包括执行模块、控制模块、控制面板模块和报警模块等。执行模块由四台电机组成，分别由各自的变频器控制，自动模式下，四台电机以秒流量相等为原则，以三号乳机为基准运行。手动模式下，符合系统调试和上下料的工艺流程，可以让各个电机单独点动，部分电机联动。控制模块主要由PLC系统、变频器和电控设备三个部分组成。张力装置反馈的信号直接送入变频器作为PID反馈值，不再送入PLC，提高动态响应，简化PLC程序。变频器采用两套参数组，可以适合手动模式和自动模式不同工况下的运行任务。PLC连接变频器端子排完成参数组切换、完成内部各个工况及保护的逻辑控制功能。PLC与变频器采用通信的方式连接，有效减少接线数目，提高传输效率。控制面板模块由各个对应的按钮开关和人机界面组成。人机界面与PLC间也采用通信连接，速度等参数可以由人机界面输入，最后送入PLC寄存器中，同时还可以通过程序将变频器的各个重要参数送入PLC寄存器，最后通过人机界面读出，让操作人员了解系统运行状况。报警模块主要是各个指示灯、电铃等，当发生故障时，整个系统停止，防止因为某个乳机突然故障造成安全事故，并且每个乳机对应各自的指示灯，可以简单直接地看出是那个出现故障，同时人机界面也提供报警界面。变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统保持乳制过程稳定高效，自动化程度提高，操作更加方便，系统结构简单，可靠性高。本技术的有益效果是:I)所述变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统，采用通信技术连接人机界面、PLC和变频器，减少布线数目，提高传输效率，控制更加精确。2)所述变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统，具有手动模式和自动模式，两个模式采用不同的参数组，相互独立并且对应工艺的不同工况，可靠性高。3)所述变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统，具有完善的电气安全保护措施，能完成报警和故障指示，同时可以在人机界面读出各个重要参数的数值，辅助判断故障原因及日常监控。【附图说明】图1为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统闭环结构图图2为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统系统组成图图3为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统电气总图图4为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统西门子S7-200系列CPU226型PLC接线图图5为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统西门子MM440型一号变频器接线图图6为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统西门子MM440型二号变频器接线图图7为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统西门子MM440型三号变频器接线图图8为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统西门子MM440型四号变频器接线图图9为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统变频器与PLC接线图图10为变频调速金属齿条坯片三联乳机控制系统信捷0P320-A-S人机界面与PLC接线图图11为PLC工作模式选择流程图图12为PLC手动模式流程图图13为PLC自动模式流程图具体实施方案下面结合附图对本技术的【具体实施方式】做进一步说明。如图1所示，张力装置输出4?20mA标准信号送入变频器模拟量口，变频器内置PID功能，与人机界面输入的设定值进行PID运算，控制变频器的频率输出，来控制电机的转速，张力装置处于稳定位置，系统稳定运行，形成变频控制闭环系统。输入为给定参数，输出为乳制速度，反馈信号为张力装置信号。如图2所示，用3台额定功率为15kW的Y160L-4电动机和I台额定功率为7.5kff的Y132M-4电动机分别拖动各自的乳辊或卷曲设备，电机与乳辊之间是机械连接，规格钢丝被动放料，通过校直装置校直，之后经过三联乳辊，进行三联乳制。当某两个相邻乳辊之间料子堆积时，张力轮下移，张力装置输出反馈信号，对应变频器输入的反馈值变化，变频器使输出频率升高，调节电机转速提高，张力轮回到平衡位置，当某两个相邻乳辊之间料子拉紧时，张力轮上移，张力装置输出反馈信号，对应变频器输入的反馈值变化，变频器使输出频率降低，调节电机转速降低，张力轮回到平衡位置。整个系统以三号乳机的速度为基准，一号张力装置输出信号反馈控制一号乳机速度，二号张力装置输出信号反馈控制二号乳机速度，三号张力装置输出信号反馈控制卷曲机速度。PLC与变频器通信，控制变频器内部参数组的切换，完成手动模式与自动模式的切换，变频器内部的信号参数也可以反送入PLC的寄存器，以供人机界面显示。同时人机界面可以输入速度，行程等等参数存入PLC寄存器，控制变频器频率输出。整个系统主要分为手动模式和点动模式两个状态。手动模式主要完成一号乳机点动、二号乳机点动、三号乳机点动、卷曲机点动、一二号乳机联动、一二三号乳机联动和全部联动的控制功能。主要用于系统调试和设备的上下料过程，点动频率为5Hz。自动模式是正常的工作模式，整个系统处于协调稳定的状态，人机界面用键盘按钮输入给定速度，控制乳制速度，同时可以在人机界面上可以读出各个电机的转速、电流和整个系统的行程等等重要参数。系统还有其他辅助的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频调速金属齿条坯片三联轧机控制系统，其特征包括：负反馈闭环三联轧机控制系统包括执行模块、控制模块、控制面板模块和报警模块；1)所述执行模块由四台电机组成，分别由各自的变频器控制，自动模式下，四台电机以秒流量相等为原则，以三号轧机为基准运行；手动模式下，符合系统调试和上下料的工艺流程，可以让各个电机单独点动，部分电机联动；2)所述控制模块主要由PLC系统、变频器和电控设备三个部分组成；张力装置反馈的信号直接送入变频器作为PID反馈值，不再送入PLC，提高动态响应，简化PLC程序；变频器采用两套参数组，可以适合手动模式和自动模式不同工况下的运行任务；PLC连接变频器端子排完成参数组切换、内部各个工况及保护的逻辑控制功能；PLC与变频器采用通信的方式连接，有效减少接线数目，提高传输效率；3)所述控制面板模块由各个对应的按钮开关和人机界面组成；人机界面与PLC间也采用通信连接，速度参数可以由人机界面输入，最后送入PLC寄存器中，同时还可以通过程序将变频器的各个重要参数送入PLC寄存器，最后通过人机界面读出，让操作人员了解系统运行状况；4)所述报警模块主要是各个指示灯和电铃，当发生故障时，整个系统停止，防止因为某个轧机突然故障造成安全事故，并且每个轧机对应各自的指示灯，可以简单直接地看出是哪个轧机出现故障，同时人机界面也提供报警界面。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶洪峰，周超超，刘艳，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32