鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置及操作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置，該智能控制裝置包括有西門子PLC程序流程、伺服控制部分及機(jī)械傳動(dòng)三部分，所述西門子PLC程序流程轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí)行的控制程序形成的智能控制程序，能夠根據(jù)不同直徑鋼坯參數(shù)自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)鋸速度與鋼坯直徑形成數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)速度變量漸進(jìn)遞減、漸進(jìn)遞增的控制程序，對(duì)鋼坯切割工作行程建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。同時(shí)提供一種鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置的操作方法。有益效果是有效減少切割坯料大負(fù)載造成的電流沖擊變頻器報(bào)警，保證切割效率不會(huì)降低，同時(shí)減少對(duì)鋸片的損耗；該數(shù)?？刂茖?duì)鋸切速度給定程序進(jìn)行大范圍修改，改進(jìn)后的進(jìn)給調(diào)速系統(tǒng)可根據(jù)不同型號(hào)的坯料分別進(jìn)行優(yōu)化切割。
【專利說明】
鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置及操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 原有控制系統(tǒng)在鋼坯鋸的切割過程中工作進(jìn)給轉(zhuǎn)速為常量保持不變，但鋼坯為圓 柱體切割，其切割功率根據(jù)位置不同成曲線變化，切割大直徑高硬度鋼坯對(duì)設(shè)備及鋸片會(huì) 造成沖擊，工作檢測(cè)電流波動(dòng)成鋸齒波，變化幅度逐漸增大導(dǎo)致設(shè)備報(bào)警頻繁，鋼坯鋸鋸片 損耗率增加12 %。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控 制裝置及操作方法，將鋸切過程中的電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)減小，電流波動(dòng)隨之平穩(wěn)，以利于保護(hù)設(shè) 備及減少鋸片損耗。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能 控制裝置，該智能控制裝置包括有西門子PLC程序流程、伺服控制部分及機(jī)械傳動(dòng)三部分， 其中：所述西門子PLC程序流程轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí)行的控制程序形成的智能控制程序，能夠根 據(jù)不同直徑鋼坯參數(shù)自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)鋸速度與鋼坯直徑形成數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)速度變量漸進(jìn)遞減、 漸進(jìn)遞增的控制程序，對(duì)鋼坯切割工作行程建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，首先假設(shè)鋸切行程等 于鋼坯直徑設(shè)定為S;伺服電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為N= 25rpm/s;伺服系統(tǒng)編碼器采集位置數(shù)據(jù)為變 量為Si對(duì)應(yīng)鋼坯從0-310mm遞增變化;將鋼坯半徑設(shè)為r = S/2;為控制積分斜坡的大小設(shè)系 數(shù)為速度曲線斜率C;以坯料半徑為分界線設(shè)減速變量為N減，設(shè)加速變量為N加，根據(jù)上述條 件則工作行程前半行程為遞減速度
函數(shù)關(guān)系曲線；工作行程后半行程采用 遞增速度N加=N-函數(shù)關(guān)系曲線;將N減與N加的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為西門子PLC控制流程可識(shí)別并 執(zhí)行的程序，將H咸與N加數(shù)據(jù)通過通訊電纜傳輸?shù)剿欧刂葡到y(tǒng)；
[0005] 伺服控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分組成分別為伺服控制器與伺服電機(jī)，伺服控制器為將 低壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電能夠根據(jù)西門子PLC程序流程的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為變頻信號(hào)從而 控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，機(jī)械傳動(dòng)部分的傳動(dòng)方式為伺服電機(jī)輸出端安裝的齒帶輪齒數(shù)為21 齒，絲杠部分安裝的齒帶輪齒數(shù)為57齒，兩者中間通過齒帶連接的傳動(dòng)比為21/57 = 0.368， 通過所述傳動(dòng)比得出機(jī)械傳動(dòng)部分中進(jìn)給絲杠的直線速度，伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為N實(shí)，進(jìn)給 絲杠導(dǎo)程5mm，鋸切直線速度為V =導(dǎo)程5mm*伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速N實(shí)*0.368傳動(dòng)比，通過所述
與N加=N-實(shí)現(xiàn)電氣控制與機(jī)械傳動(dòng)裝置的逐級(jí)驅(qū)動(dòng)，形成了PLC程序流 程來控制伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分，從而操控電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩 切割操作。
[0006] 同時(shí)提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置的操作方 法。
[0007] 本發(fā)明的效果是采用了鋼坯鋸切智能控制方法，設(shè)備運(yùn)行功率更加平穩(wěn)，有效減 少切割坯料大負(fù)載造成的電流沖擊變頻器報(bào)警，保證切割效率不會(huì)降低，同時(shí)減少對(duì)鋸片 的損耗。經(jīng)三個(gè)月實(shí)踐較優(yōu)化前系統(tǒng)月均降低鋸片修復(fù)2.3萬元，減少因高負(fù)荷大電流沖擊 造成的設(shè)備下線維修費(fèi)用總計(jì)3.1萬元在線測(cè)試設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，取得良好的效果。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的鋼坯鋸?fù)獠拷Y(jié)構(gòu)圖；
[0009] 圖2為本發(fā)明的鋸切速度變化曲線圖；
[0010] 圖3為本發(fā)明的伺服控制系統(tǒng)端口網(wǎng)絡(luò)圖。
[0011] 圖中：
[0012] 1.齒形傳動(dòng)連接輪2.伺服電機(jī)3.絲杠4.前限位開關(guān)
[0013] 5.電機(jī)輸出端連接輪6.反饋編碼器7.底部支撐板
[0014] 8.鋸片傳動(dòng)齒輪箱電機(jī)9.伺服控制柜
[0015] a. .310mm直徑鋼還b.270mm直徑鋼還c.210直徑鋼還
[0016] d. .310mm直徑鋼坯快速返回位置e.270mm直徑鋼坯快速返回位置
[0017] f. 210mm直徑鋼坯快速返回位置g. 310mm直徑鋼坯慢速行程開始位置
[0018] h.. 270mm直徑鋼坯慢速行程開始位置i . 210mm直徑鋼坯慢速行程開始位置
[0019] j . 310mm直徑鋼坯工作進(jìn)給行程中間位
[0020] k. 270mm直徑鋼坯工作進(jìn)給行程中間位
[0021] 1.210mm直徑鋼坯工作進(jìn)給行程中間位
[0022] m.速度遞減區(qū)間n.速度遞增區(qū)間
[0023] 〇.鋼坯切割設(shè)定工作行程區(qū)間
【具體實(shí)施方式】
[0024] 結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置及操作方法加以說明。
[0025] 本發(fā)明的鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置及操作方法設(shè)計(jì)思想是基于鋼坯 在切割過程中，根據(jù)鋼坯直徑逐步降低進(jìn)給電機(jī)轉(zhuǎn)速，目的是將鋸切過程中的電機(jī)轉(zhuǎn)矩波 動(dòng)減小，電流波動(dòng)隨之平穩(wěn)，從而保護(hù)設(shè)備及減少鋸片損耗。該數(shù)?？刂频囊饬x在于因傳動(dòng) 方面模塊程序固化而無法達(dá)到工藝和機(jī)械要求對(duì)鋸切速度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，在PLC程序方面搭 建此控制數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而達(dá)到可對(duì)鋸切速度進(jìn)行大范圍調(diào)整的要求，改進(jìn)后的進(jìn)給調(diào)速系 統(tǒng)可根據(jù)不同型號(hào)的坯料分別進(jìn)行優(yōu)化切割。
[0026] 本發(fā)明的鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置，該智能控制裝置包括有西門子 PLC程序流程、伺服控制部分及機(jī)械傳動(dòng)三部分，所述西門子PLC程序流程轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí)行 的控制程序形成的智能控制程序，能夠根據(jù)不同直徑鋼坯參數(shù)自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)鋸速度與鋼坯直 徑形成數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)速度變量漸進(jìn)遞減、漸進(jìn)遞增的控制程序，對(duì)鋼坯切割工作行程建立 數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，首先假設(shè)鋸切行程等于鋼坯直徑設(shè)定為S;伺服電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為N = 25rpm/s ;伺服系統(tǒng)編碼器采集位置數(shù)據(jù)為變量為Si對(duì)應(yīng)鋼坯從0-310mm遞增變化;將鋼坯 半徑設(shè)為r = S/2;為控制積分斜坡的大小設(shè)系數(shù)為速度曲線斜率C;以坯料半徑為分界線設(shè) 減速變量為N減，設(shè)加速變量為N加，根據(jù)上述條件則工作行程前半行程為遞減速度
關(guān)系曲線;工作行程后半行程采用遞增速度N加=N-函數(shù)關(guān)系曲線;將N減 與N加的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為西門子PLC控制流程可識(shí)別并執(zhí)行的程序，將N減與N加數(shù)據(jù)通過通訊 電纜傳輸?shù)剿欧刂葡到y(tǒng)。
[0027] 伺服控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分組成分別為伺服控制器與伺服電機(jī)，伺服控制器為將 低壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電能夠根據(jù)西門子PLC程序流程的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為變頻信號(hào)從而 控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，機(jī)械傳動(dòng)部分的傳動(dòng)方式為伺服電機(jī)輸出端安裝的齒帶輪齒數(shù)為21 齒，絲杠部分安裝的齒帶輪齒數(shù)為57齒，兩者中間通過齒帶連接的傳動(dòng)比為21/57 = 0.368， 通過所述傳動(dòng)比得出機(jī)械傳動(dòng)部分中進(jìn)給絲杠的直線速度，伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為N實(shí)，進(jìn)給 絲杠導(dǎo)程5mm，鋸切直線速度為V =導(dǎo)程5mm*伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速N實(shí)*0.368傳動(dòng)比，通過所述
與N加=N-實(shí)現(xiàn)電氣控制與機(jī)械傳動(dòng)裝置的逐級(jí)驅(qū)動(dòng)，形成了PLC程序流 程來控制伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分，從而操控電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩 切割操作。
[0028] 根據(jù)所述鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置的操作方法，該方法用于圓柱體鋼 坯切割設(shè)備工作進(jìn)給行程的自動(dòng)控制，包括如下步驟：
[0029] 1).根據(jù)不同直徑鋼坯在西門子PLC程序流程的控制終端中輸入工作行程設(shè)定值 后，在伺服控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中采集伺服電機(jī)的電流曲線及功率曲線，從而確定鋼坯負(fù)荷 最大位置為鋼坯中心位置，設(shè)以310mm直徑坯料為切割工作行程〇的水平切割功率與切割面 積成正比，所述坯料最大切割面積位于二分之一直徑，推導(dǎo)結(jié)果為最大輸出功率位置處于 不同直徑鋼坯設(shè)定工作進(jìn)給行程的二分之一位置，因此確定了 310mm直徑鋼坯工作進(jìn)給行 程中間位j。
[0030] 2).利用步驟1)中取得的工作進(jìn)給行程中間位j，如圖2所示將工作行程劃分為兩 部分：以310_直徑鋼坯的水平工作行程轉(zhuǎn)速遞減區(qū)間為鋼坯前半徑區(qū)間m與水平工作行程 轉(zhuǎn)速遞增區(qū)間為鋼坯后半徑區(qū)間n。
[0031] 3).通過西門子PLC程序流程的控制終端中編碼器取得位置變量，利用除法運(yùn)算將 位置數(shù)值轉(zhuǎn)化為速度給定做比例積分運(yùn)算，運(yùn)算公式為工作進(jìn)給速度給定變量DB3. DBD22- 行程位置變量MD420/比例變量=轉(zhuǎn)速下降斜坡速度變量對(duì)應(yīng)的
所編譯 的PLC程序流程，最終得到轉(zhuǎn)速下降斜坡區(qū)間的速度下降斜坡，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入PLC程序流程 MD1048。
[0032] 4).通過所述編碼器取得位置變量，采取減法運(yùn)算將位置數(shù)值轉(zhuǎn)化為速度給定做 比例積分運(yùn)算公式為伺服電機(jī)實(shí)際位置變量MD1056-行程位置變量MD420-設(shè)定工作進(jìn)給速 度變量MD1064/比例變量，N加=N-公式所編譯的PLC程序流程，最終得到N?咸與N加變量數(shù)值均 傳入PLC程序流程速度給定模塊；
[0033] 5).將傳入西門子PLC程序流程速度給定模塊的工作行程速度變量通過伺服控制 部分轉(zhuǎn)換成電信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)械部分設(shè)備對(duì)鋼坯進(jìn)行變速切割如圖2所示a直徑鋼坯的切割速 度變化曲線為以g為鋸切起始點(diǎn)開始遞減速度鋸切到達(dá)j點(diǎn)后進(jìn)行遞增速度鋸切直到d點(diǎn)完 成鋸切工作行程;b直徑鋼坯的變速曲線以h為鋸切起始點(diǎn)開始遞減速度鋸切到達(dá)k點(diǎn)后進(jìn) 行遞增速度鋸切直到e點(diǎn)完成鋸切工作行程;c直徑鋼坯的切割速度變化曲線以i為鋸切起 始點(diǎn)開始遞減速度鋸切到達(dá)1點(diǎn)后進(jìn)行遞增速度鋸切直到f點(diǎn)完成鋸切工作行程，達(dá)到不同 直徑鋼鋸切坯智能恒定轉(zhuǎn)矩控制。
[0034] 6).為操作方便，在管坯切割鋸PLC控制終端中設(shè)置伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，并且根據(jù) 所輸入轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行百分比調(diào)整伺服電機(jī)速度百分比顯示，PLC控制終端中鏈接PLC控制程 序中的變量數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)顯示到鋸切監(jiān)控畫面中PLC終端監(jiān)控電流曲線，控制畫面通過輸 入百分比來控制工作行程的設(shè)定速度。
[0035] 以310_直徑鋼坯為例對(duì)本發(fā)明的鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置及操作方 法實(shí)現(xiàn)過程詳細(xì)說明。
[0036] 該智能控制裝置包括有PLC程序流程、伺服控制部分及機(jī)械傳動(dòng)，其中伺服控制系 統(tǒng)分為三個(gè)部分組成，如圖3所示分別為伺服控制柜9與伺服電機(jī)2反饋編碼器6,伺服控制 器為將低壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電能夠根據(jù)西門子PLC程序流程的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為變頻信 號(hào)從而控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，如圖1所示機(jī)械傳動(dòng)部分分為底部支撐板7鋸片傳動(dòng)齒輪箱電機(jī) 8的傳動(dòng)方式為伺服電機(jī)輸出端安裝的齒帶輪齒數(shù)為21齒5,絲杠3安裝的齒帶輪齒數(shù)為57 齒的齒形傳動(dòng)連接輪1，兩者中間通過齒帶連接，通過所述傳動(dòng)比得出機(jī)械傳動(dòng)部分中進(jìn)給 絲杠的直線速度為保護(hù)電機(jī)加裝前限位開關(guān)4。
[0037] 1).根據(jù)不同直徑鋼坯在西門子PLC程序流程的控制終端中輸入工作行程設(shè)定值 后，在伺服控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中采集伺服電機(jī)的電流曲線及功率曲線，從而確定鋼坯負(fù)荷 最大位置為鋼坯中心位置，如圖2所示設(shè)以310mm直徑坯料為切割工作行程〇水平切割功率 與切割面積成正比，圓形坯料最大切割面積位于二分之一直徑，推導(dǎo)結(jié)果為最大輸出功率 位置處于不同直徑鋼坯設(shè)定工作進(jìn)給行程的二分之一位置，因此確定了 310mm直徑鋼坯工 作進(jìn)給行程中間位j。
[0038] 2).利用步驟1)中取得的工作進(jìn)給行程中間位，將工作行程劃分為兩部分：以 310mm直徑鋼坯為例水平工作行程轉(zhuǎn)速遞減區(qū)間為鋼坯前半徑區(qū)間m與水平工作行程轉(zhuǎn)速 遞增區(qū)間為鋼坯后半徑區(qū)間n。
[0039] 3).通過編碼器取得位置變量，利用除法運(yùn)算將位置數(shù)值轉(zhuǎn)化為速度給定做比例 積分運(yùn)算，運(yùn)算公式為工作進(jìn)給速度給定變量DB3. DBD22-行程位置變量MD420/比例變量= 轉(zhuǎn)速下降斜坡速度變量對(duì)應(yīng)的
所編譯的PLC程序流程，最終得到轉(zhuǎn)速下 降斜坡區(qū)間的速度下降斜坡，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入PLC程序流程MD1048。
[0040] 4).通過編碼器取得位置變量，采取減法運(yùn)算將位置數(shù)值轉(zhuǎn)化為速度給定做比例 積分運(yùn)算公式為伺服電機(jī)實(shí)際位置變量MD1056-行程位置變量MD420-設(shè)定工作進(jìn)給速度變 量MD1064/比例變量，N加=N-公式所編譯的PLC程序流程，最終得到N減與N加變量數(shù)值均傳入 PLC程序流程速度給定模塊。
[0041 ] 5).將傳入PLC程序流程速度給定模塊的工作行程速度變量通過伺服控制部分轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)械部分設(shè)備對(duì)鋼坯進(jìn)行變速切割如圖2所示a直徑鋼坯的切割速度變化 曲線為以g為鋸切起始點(diǎn)開始遞減速度鋸切到達(dá)j點(diǎn)后進(jìn)行遞增速度鋸切直到d點(diǎn)完成鋸切 工作行程，達(dá)到不同直徑鋼鋸切坯智能恒定轉(zhuǎn)矩控制。
[0042] 6).為以上改進(jìn)PLC數(shù)據(jù)端口操作方便，在管坯切割鋸PLC控制終端中增加了伺服 電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，并且根據(jù)所輸入轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行百分比調(diào)整伺服電機(jī)速度百分比顯示，PLC控 制終端中鏈接PLC控制程序中的變量數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)顯示到鋸切監(jiān)控畫面中PLC終端監(jiān)控電 流曲線，改進(jìn)后的控制畫面可通過輸入百分比來控制工作行程的設(shè)定速度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置，該智能控制裝置包括有西門子PLC程序 流程、伺服控制部分及機(jī)械傳動(dòng)三部分，其特征是:所述西門子PLC程序流程轉(zhuǎn)換為PLC可執(zhí) 行的控制程序形成的智能控制程序，能夠根據(jù)不同直徑鋼坯參數(shù)自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)鋸速度與鋼坯 直徑形成數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)速度變量漸進(jìn)遞減、漸進(jìn)遞增的控制程序，對(duì)鋼坯切割工作行程建 立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，首先假設(shè)鋸切行程等于鋼坯直徑設(shè)定為S;伺服電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為N = 25rpm/s ;伺服系統(tǒng)編碼器采集位置數(shù)據(jù)為變量為Si對(duì)應(yīng)鋼坯從0-310mm遞增變化;將鋼坯 半徑設(shè)為r = S/2;為控制積分斜坡的大小設(shè)系數(shù)為速度曲線斜率C;以坯料半徑為分界線設(shè) 減速變量為N減，設(shè)加速變量為N加，根據(jù)上述條件則工作行程前半行程為遞減速度函數(shù)關(guān)系曲線;工作行程后半行程采用遞增速度N加=N-函數(shù)關(guān)系曲線;將N減 與N加的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為西門子PLC控制流程可識(shí)別并執(zhí)行的程序，將N減與N加數(shù)據(jù)通過通訊 電纜傳輸?shù)剿欧刂葡到y(tǒng)； 伺服控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分組成分別為伺服控制器與伺服電機(jī)，伺服控制器為將低壓 控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電能夠根據(jù)西門子PLC程序流程的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為變頻信號(hào)從而控制 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，機(jī)械傳動(dòng)部分的傳動(dòng)方式為伺服電機(jī)輸出端安裝的齒帶輪齒數(shù)為21齒，絲 杠部分安裝的齒帶輪齒數(shù)為57齒，兩者中間通過齒帶連接的傳動(dòng)比為21/57 = 0.368,通過 所述傳動(dòng)比得出機(jī)械傳動(dòng)部分中進(jìn)給絲杠的直線速度，伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為N實(shí)，進(jìn)給絲杠 導(dǎo)程5mm，鋸切直線速度為V =導(dǎo)程5mm*伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速N實(shí)*0.368傳動(dòng)比，通過所述公式與N加=N-實(shí)現(xiàn)電氣控制與機(jī)械傳動(dòng)裝置的逐級(jí)驅(qū)動(dòng)，形成了PLC程序流 程來控制伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分，從而操控電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩 切割操作。2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼坯切割過程的恒轉(zhuǎn)矩智能控制裝置的操作方法，該方法 用于圓柱體鋼坯切割設(shè)備工作進(jìn)給行程的自動(dòng)控制，包括如下步驟： 1) .根據(jù)不同直徑鋼坯在西門子PLC程序流程的控制終端中輸入工作行程設(shè)定值后，在 伺服控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中采集伺服電機(jī)的電流曲線及功率曲線，從而確定鋼坯負(fù)荷最大位 置為鋼坯中心位置，設(shè)以310mm直徑坯料為切割工作行程(〇)的水平切割功率與切割面積成 正比，所述坯料最大切割面積位于二分之一直徑，推導(dǎo)結(jié)果為最大輸出功率位置處于不同 直徑鋼坯設(shè)定工作進(jìn)給行程的二分之一位置，因此確定了工作進(jìn)給行程中間位(j); 2) .利用步驟1)中取得的工作進(jìn)給行程中間位(j)，將工作行程劃分為兩部分：以310mm 直徑鋼坯的水平工作行程轉(zhuǎn)速遞減區(qū)間為鋼坯前半徑區(qū)間(m)與水平工作行程轉(zhuǎn)速遞增區(qū) 間為鋼坯后半徑區(qū)間(n); 3) .通過西門子PLC程序流程的控制終端中反饋編碼器取得位置變量，利用除法運(yùn)算將 位置數(shù)值轉(zhuǎn)化為速度給定做比例積分運(yùn)算，運(yùn)算公式為工作進(jìn)給速度給定變量DB3. DBD22- 行程位置變量MD420/比例變量=轉(zhuǎn)速下降斜坡速度變量對(duì)應(yīng)的公式所編譯 的PLC程序流程，最終得到轉(zhuǎn)速下降斜坡區(qū)間的速度下降斜坡，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入PLC程序流程 MD1048； 4) .通過所述反饋編碼器取得位置變量，采取減法運(yùn)算將位置數(shù)值轉(zhuǎn)化為速度給定做 比例積分運(yùn)算公式為伺服電機(jī)實(shí)際位置變量MD1056-行程位置變量MD420-設(shè)定工作進(jìn)給速 度變量MD1064/比例變量，N加=N-公式所編譯的PLC程序流程，最終得到N?咸與N加變量數(shù)值均 傳入PLC程序流程速度給定模塊； 5) .將傳入西門子PLC程序流程速度給定模塊的工作行程速度變量通過伺服控制部分 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)械部分設(shè)備對(duì)鋼坯進(jìn)行變速切割，達(dá)到不同直徑鋼鋸切坯智能恒定轉(zhuǎn) 矩控制； 6) .為操作方便，在管坯切割鋸PLC控制終端中設(shè)置伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，并且根據(jù)所輸 入轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行百分比調(diào)整伺服電機(jī)速度百分比顯示，PLC控制終端中鏈接PLC控制程序中 的變量數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)顯示到鋸切監(jiān)控畫面中PLC終端監(jiān)控電流曲線，控制畫面通過輸入百 分比來控制工作行程的設(shè)定速度。
【文檔編號(hào)】G05B19/414GK106054818SQ201610488030
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】王華偉, 王傳銘, 吳聯(lián)合
【申請(qǐng)人】天津鋼管集團(tuán)股份有限公司