西門子自動(dòng)化產(chǎn)品在鋁管在線退火中的應(yīng)用
2008/11/20 0:00:00
關(guān)鍵詞：S7-300PLC MM440變頻器 PROFIBUS-DP通訊
Abstract: This paper introduces that the S7-300 PLC control the MM440 inverter by the PROFIBUS-DP protocol, Achieved to control of the annealer perfectly according to the HMI and request of technics.
Key Words: S7-300 PLC MM440 PROFIBUS-DP
一、項(xiàng)目介紹
1.簡介
蘇州奧智機(jī)電設(shè)備有限公司一直致力于空調(diào)用銅、鋁管加工設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及服務(wù)，為用戶提供高性價(jià)比的卓越產(chǎn)品。其研制的在線退火設(shè)備是近年來開始在銅、鋁管加工行業(yè)中大量應(yīng)用的設(shè)備，與傳統(tǒng)的輥底爐相比，占地面積僅為四分之一，而且節(jié)省工序，省卻了傳統(tǒng)的在退火前纏繞的工序，降低了管材消耗和在工序過程中的擦傷。管材的成品率高，數(shù)千米長的盤管上廢管只有1-2米，產(chǎn)生在整盤管材的開頭部分，能實(shí)現(xiàn)盤到盤的加工流程，極大地提高了生產(chǎn)效率。
該設(shè)備采用S7-300PLC結(jié)合人機(jī)界面通過PROFIBUS-DP通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)對MM4變頻器的速度控制，整個(gè)電控系統(tǒng)體系簡明，布線簡單可靠，控制運(yùn)行準(zhǔn)確平穩(wěn)，收到了良好的效果。
2.簡要工藝介紹
在線退火設(shè)備用于將料籃裝載的硬態(tài)管通過在線感應(yīng)加熱方式退火成軟態(tài)管。在連續(xù)運(yùn)行過程中，將置于保護(hù)氣體氛圍中的管材通過中頻感應(yīng)加熱，使其溫度達(dá)到480度左右，再通過保溫區(qū)(確保在一定的溫度下有時(shí)間在加熱后進(jìn)行全晶粒的勻化并消除管子表面的褪色)，進(jìn)入到快速冷卻區(qū)（即將冷卻水直接噴淋到加熱后的管材上使其快速冷卻），將附著在管材表面的水通過吹干裝置吹干后進(jìn)入到履帶式自動(dòng)張力裝置，使管材在行進(jìn)的過程中一直保持一個(gè)合適的張力，然后經(jīng)過抺油處理后進(jìn)入到收料籃中。
外觀示意圖如下：
下圖為設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場：
二、控制系統(tǒng)構(gòu)成
1. 系統(tǒng)硬件
1） PLC
設(shè)備長度較長，各個(gè)操作臺(tái)與主控柜距離較遠(yuǎn)，考慮到接線的方便、簡潔、易維護(hù)，采用分布式I/O。另外，整個(gè)系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)較多，需要通過高速計(jì)數(shù)來實(shí)時(shí)測得機(jī)組線速度，并且有多個(gè)模擬量信號(hào)要采集，故選用CPU314C-2DP。其集成了數(shù)字量和模擬量輸入輸出，頻率測量功能，集成的DP接口可以最多帶32個(gè)從站，具有極高的性價(jià)比。
2） HMI
為了方便對系統(tǒng)的工藝參數(shù)，過程參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)控，選用了西門子TP270-10作為人機(jī)界面。它與西門子PLC的完美結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)在硬件和軟件上均達(dá)最優(yōu)化。
3） 變頻器
MicroMaster440是新一代可以廣泛應(yīng)用的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有無可比擬的靈活性。可選的PROFIBUS-DP/Device-Net通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了通訊的多樣性。
此項(xiàng)目中放料和收料都由交流變頻電機(jī)通過減速箱驅(qū)動(dòng)料籃高速旋轉(zhuǎn)，屬于大慣量系統(tǒng)，而且要求很高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；通過采用MM440的無速度傳感器矢量控制方式，可以獲得接近閉環(huán)控制的性能，速度精度可達(dá)0.2-0.5%
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