一、【摘要】:本文主要介绍国产不锈钢表面处理设备,850mm卷板油磨线电气控制原理与主要功能,主要设备的组成由①放卷机、②校平机、③磨砂机(N0:1,NO:2,NO:3)三台、④清洗机、⑤张力辊、⑥收卷机组成一条全自动生产线、配套的辅助设备有(液压油站、冷却水泵、润滑过滤装置)等组成; 整线采用西门子S7-200 PLC ,安川H1000的变频器、西门子Smart 1000 V3人机界面,PLC与变频器采用MemoBus通信,PLC与人机界面采用RS232通信。生产的数据,如板的厚度,宽度,线速度、当前工作的不锈钢板长度,磨砂主机的电流,工作频率全部在人机界面上实现可视化。磨砂工作间隙采用增量型光电编码器,通过PLC内部的高速计数器,实现精准位置控制。
二【关健词】:自动高精度砂磨、同步运行;
三、【前言】:
在10多年前,我国的不锈钢表面处理磨砂设备情况,由进口荷兰砂霸占我们的主要市场,一条生产需要投资上千万元的资金,且交货期最少都要半年以上。荷兰砂霸是一家拥有七十多年历史的宽带磨砂设备制造公司。其设备用于金属、木业及其它多种材料的抛光及研磨加工。如今其已成为全球最大且具备最先进技术的220-1600 mm宽带设备制造商之一。作为宽带磨砂技术的开拓者,Timesavers(荷兰某某)引领着宽带磨砂设备的发展趋势。至今其已向世界各地的金属生产加工企业提供了超过55000台的设备。凭借着丰富的专业经验及优质的售后服务,协同经公司特别培训的全球各家经销商,Timesavers(荷兰砂霸)坚信能为您呈现“世界顶级的抛光研磨效果”!
随着我国的工业技术不断的进步,且有这方面的公司也愿意去投入研发,这几年国产的磨砂机也开始占了领了中国不少的市场,大大降低生产设备的投入成本,一条国产磨砂线才一百来万,只是进口设备总价的10%。且生产的品质达到甚至超过进口设备的质量,使企业生产成本降低,市场竞争力更强,给企业带来更多盈利。
四、【绪论】
本人自2002年大专电气自动化专业毕业至今,2004年来到江门,一直从事电气工作,2004年至2007年在江门某某五金厂-职位‘电气技员’; 2007年至2009年江门某某钢铁有限公司-职位‘电气助理工程师’,2009年至2015年在某某饮料股份有限公司-职位‘电气工程师’/‘设备部经理’,在天地一号工作期间,发明三个专利,①、一种罐装机自动控制系统,专利号:ZL 2013 2 0509772.9;②、混合机罐内液位自动控制装置,专利号:ZL 2014 2 0565963.1;③、 一种具有就地无功补偿与谐波消除装置的车间供配电系统,专利号:2013 2 0509815.3; 且在2014年获取了‘广东省五一劳动奖章’。2015年至今在某某集团下属单位江门市某某不锈钢材料厂有限公司-职位‘电气工程师’,主要负责项目电气设备改造与升级;
五、【主体】
5.1、改造的原因:原850mm卷板磨砂机的电气控制系统不成熟,主要问题是速度不同步,调整工作间隙为手动方式且无数据显示,长期闲置无用,资产浪费。
5.2、技术内容:收、放卷机的张力与速度控制,用到0-10V的摸拟量的运算处理; 校平机与清洗机、张力辊做整线同步控制,是原有的旧设备,本次不改动。
重点介绍磨砂机(本人设计的新系统):要求整线同步控制,且以收卷机为主机做速度控制(全线有一键加减速功能),其余设备跟着收卷机的速度工作;清洗机要有联动与单动控制功能;磨头机组:砂带的速度在人机界面上输入0-30m/S可调,有正反转功能,且要求在人机界上显示电流;
磨砂机输送辊的速度可以单动与联动功能,单动时速度在人机界面上0-30m/min可调,有单动正反转功能;磨头间隙调整要求有数据显示功能, 通过编码器与高速计数器来实现;
5.3、改造构思:如果在原电控系上进行改造,因之前大部分都手动控制,想改为全自动控制系统,硬件不支持,且故障率高,操作不方便。如果整线的电控全部重新设计,投入成本大于30万元,最后通过回收期与可行性分析,确定只改三个磨砂头的电控,其余设备(收、放卷机、校平机、清洗机、张力辊)保留旧的。
5.4、改造方案与程序编写:整线速度以收卷为主速度,其余设备都与它同步运行;
三个磨砂机的主机功率为22KW,采用安川H1000变频器与PLC用MemoBus实现通信,在人机界面上显示工作频率,电流; 三台3.7KW输送辊电机与一台3.7KW清洗电机,采用安川H1000变频器,通过收卷机设定的信号给到PLC S7-200,经内部运算处理,输出模拟量同步信号0-10V至变频器,来实现同步运行;由扩展模块EM232,PQW1控制N0:1 磨砂输送电机,PQW2控制N0: 2 磨砂输送电机,PQW3控制N0:3 磨砂输送电机,PQW4控制清洗输送电机。
三台磨砂机自动工作间隙调整电机,在人机界面上设定移动距离(例如2mm),通过PLC的I/O点控制启动(见附件I/O表),由增量型编码器反馈当前的位置,当实际的位置与设定的位置相等时(2mm),自动停止,数据实行可视化,根据显示的电流,确定现在的工作位置是否达到工艺要求,同时在人机界面上设置有上下微调软按钮,来实现精准微调,且对归零有操作有权限制。
由CPU226的I0.0接NO:1间隙电机编码器输入,I0.6接NO:2间隙电机编码器输入,I1.2接NO:3间隙电机编码器输入。在编程软件STEP-7-MICRO/WIN-V1.0.9.25版本中,程序块内调用高速计数量器HCS0-HSC2;工作模式9号模式,即A/B增减法; 设定位置在人机界面的显示地址是:数据类型;NO:1‘Real’、VD0; NO:2‘Real’,VD8,NO:3‘Real’,VD16。当前位置在人机界面的显示地址是:数据类型;NO:1‘Real’、VD4; NO:2‘Real’,VD12,NO:3‘Real’,VD20。以上数据存入ROM中,断电保存功能。