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      一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號(hào):9834187閱讀:260來源:國知局
      一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及水平連鑄機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水 平連鑄機(jī)控制系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 鑄鐵水平連鑄的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和拉坯參數(shù)的控制精度是確保鑄鐵水平連鑄作業(yè)的進(jìn) 一步高效化和拉坯質(zhì)量的關(guān)鍵因素,拉坯質(zhì)量取決于鑄坯速度相關(guān)的參數(shù)(拉、推程量,中 停時(shí)間和拉坯頻率等)的控制,這些控制要求設(shè)備能夠準(zhǔn)確地執(zhí)行工藝設(shè)計(jì)的牽引動(dòng)作,易 于調(diào)節(jié)牽引過程中適應(yīng)各階段拉坯工藝的工藝參數(shù),特別是牽引動(dòng)作的再現(xiàn)性和多輥伺服 驅(qū)動(dòng)的同步性。
      [0003] 目前,在我國內(nèi)的實(shí)現(xiàn)水平連鑄機(jī)拉坯控制主要采用的是液壓伺服或直流伺服控 制系統(tǒng),這類系統(tǒng)存在著控制精度不高(拉、推程量),致使每次的拉、推程量不一致(步距不 均),影響拉坯質(zhì)量,或?qū)е沦|(zhì)密度下降,甚至可能產(chǎn)生"拉漏"的事故。
      [0004]因此采用大扭矩高精度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和優(yōu)化的控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量拉坯控制的必 要條件,交流變頻伺服控制系統(tǒng)是鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制的理想設(shè)備,提高了系統(tǒng)的控 制精度和可靠性,既克服了液壓伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和同步性差、難于維護(hù)的缺點(diǎn),又避免 了直流伺服控制系統(tǒng)整流電路復(fù)雜、直流電機(jī)機(jī)械整流子易磨損的不足。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005] 本發(fā)明的目的是提供一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng),其在于 提供大功率交流伺服水平連鑄機(jī)系統(tǒng)。滿足水平連鑄伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性品質(zhì)要 求:實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)控制的快速跟蹤性和準(zhǔn)確定位,特別多輥電機(jī)的同步控制。
      [0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型 材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,包括PLC控制器與PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng),所 述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機(jī),該交流伺服電機(jī)上連接減速機(jī)和拉坯輥;所述交流 伺服電機(jī)與PLC控制器之間通過光電編碼器連接;所述光電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連 接,所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。
      [0007] 本發(fā)明的有益效果在于:采用上述系統(tǒng)后,驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)131072P/圈脈沖,系統(tǒng)定 位精度高,實(shí)現(xiàn)拉坯步距均勻(每次拉坯的長度一致)控制,提高了拉坯的質(zhì)量和型材的成 型率。拉程與反推量控制精度誤差不超過0.1mm,暫停時(shí)間控制在0.1 s以內(nèi)。
      [0008] 系統(tǒng)有HMI觸摸屏、PLC控制器和交流伺服控制系統(tǒng)組成,其中PLC負(fù)責(zé)進(jìn)行相關(guān)工 藝控制和邏輯控制,;采集連鑄機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)溫度與拉坯材質(zhì)、棒徑推算出優(yōu)化的拉拔參數(shù),生 成伺服驅(qū)動(dòng)脈沖序列,控制交流伺服系統(tǒng)按工藝要求進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng),由于伺服系統(tǒng)工作于 位置模式,保證了拉坯輥定長運(yùn)行,即拉程量相等。
      [0009] 交流變頻伺服控制系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性,既克服了液壓伺服控制 系統(tǒng)穩(wěn)定性和同步性差、難于維護(hù)的缺點(diǎn),又避免了直流伺服控制系統(tǒng)整流電路復(fù)雜、直流 電機(jī)機(jī)械整流子易磨損的不足。
      【附圖說明】
      [0010] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的 附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明為了更清楚地說明本發(fā) 明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)-實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附 圖作簡單地介紹,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
      [0011] 圖1為水平連鑄機(jī)交流伺服控制方案框圖;
      [0012] 圖2為水平連鑄機(jī)拉坯控制方式示意圖;
      [0013] 圖3為ΡΤ0/Ρ麗發(fā)生器的多段管線實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)升降頻與恒速運(yùn)行曲線圖;
      [0014] 圖4為伺服控制器主接觸器智能控制框圖。
      [0015] 其中,圖2中T1-T3為拉拔時(shí)間及速度曲線,T4為停歇時(shí)間,T5為反推時(shí)間,T6為反 推停歇時(shí)間。
      【具體實(shí)施方式】
      [0016] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;?本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
      [0017] 如圖1所示的一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,包 括PLC控制器與PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng),所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機(jī), 該交流伺服電機(jī)上連接減速機(jī)和拉坯輥;所述交流伺服電機(jī)與PLC控制器之間通過光電編 碼器連接;所述光電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連接,所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。 [00 18]如圖2所不,拉還控制方式將一個(gè)拉還周期最大劃分為6個(gè)部分:T1-T3為拉拔時(shí)間 及速度曲線,Τ4為停歇時(shí)間,Τ5為反推時(shí)間,Τ6為反推停歇時(shí)間。水平連鑄的拉坯控制關(guān)鍵 點(diǎn)在拉拔階段,其Tl和Τ3時(shí)間分別為拉拔輥的加速時(shí)間和制動(dòng)時(shí)間,對(duì)拉坯質(zhì)量起關(guān)鍵作 用。
      [0019] 拉拔工藝實(shí)現(xiàn)方法
      [0020] 結(jié)合圖2的工藝要求,本發(fā)明采用PLC(西門子S7-200系列)中的PTO/Pmi發(fā)生器的 多段管線功能實(shí)現(xiàn)拉坯工藝曲線的控制。將伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)劃分為加速、恒速和減速階段。 采用圖3的3段管線圖能夠很好的實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)運(yùn)行曲線,T為一個(gè)周期的拉拔時(shí)間,T1、T3 升降頻時(shí)間。
      [0021] 假定伺服電機(jī)每圈的脈沖數(shù)為Ν,電機(jī)的轉(zhuǎn)速為V,單位r/m,拉拔時(shí)間為t,
      [0022] 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的表達(dá)式為:
      [0023]
      (1)
      [0024]電機(jī)在給定時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為η:
      [0025]
      (2)
      [0026] 升降頻段的脈沖數(shù)nl:
      [0027] ni= (Fmax-Fmin)/A F (3)
      [0028] 恒頻段的脈沖數(shù)為n2:
      [0029] n2 = n_2m (4)
      [0030] 交流伺服驅(qū)動(dòng)器主電源通過接觸器接通與斷開,正常運(yùn)行前必須先接通,停止運(yùn) 行后應(yīng)該斷開,但在水平連鑄控制系統(tǒng)中尤其是手動(dòng)運(yùn)行過程中,即不斷的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí),導(dǎo) 致主接觸器頻繁動(dòng)作,可能對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器造成很大的沖擊,但如果一直接通而不運(yùn)行,影響 驅(qū)動(dòng)器主回路大電容的壽命。針對(duì)這個(gè)問題本發(fā)明提出了主電源接觸器智能延遲控制算 法,很好的解決上述問題:
      [0031 ]本發(fā)明的基本思想是:自動(dòng)運(yùn)行時(shí)主接觸器一直接通,轉(zhuǎn)成手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)自動(dòng) 斷開接觸器。手動(dòng)時(shí)第一次操作拉拔或推入按鈕時(shí)接通主接觸器,并且開始定時(shí),如果下次 拉拔或推入操作與上次控制間隔時(shí)間定時(shí)時(shí)間,則斷開主接觸器,否則清除定時(shí)器當(dāng)前的 定時(shí)時(shí)間,主接觸器繼續(xù)接通。其工作流程見圖4所示。
      [0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,包括PLC控制器與 PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng),所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機(jī),該交流伺服電機(jī) 上連接減速機(jī)和拉坯輥;所述交流伺服電機(jī)與PLC控制器之間通過光電編碼器連接;所述光 電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連接,所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。
      【專利摘要】本發(fā)明涉及水平連鑄機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域,具體公開一種交流伺服驅(qū)動(dòng)的鑄鐵型材水平連鑄機(jī)控制系統(tǒng),其特征在于,包括PLC控制器與PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng),所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機(jī),該交流伺服電機(jī)上連接減速機(jī)和拉坯輥;所述交流伺服電機(jī)與PLC控制器之間通過光電編碼器連接;所述光電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連接,所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)131072P/圈脈沖,系統(tǒng)定位精度高,實(shí)現(xiàn)拉坯步距均勻(每次拉坯的長度一致)控制,提高了拉坯的質(zhì)量和型材的成型率。拉程與反推量控制精度誤差不超過0.1mm,暫停時(shí)間控制在0.1s以內(nèi)。
      【IPC分類】B22D11/16, H02P27/04, B22D11/045, H02K7/00, H02K11/00
      【公開號(hào)】CN105598408
      【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610180024
      【發(fā)明人】魏志勇, 李生民
      【申請(qǐng)人】邯鄲市恒工冶金機(jī)械有限公司
      【公開日】2016年5月25日
      【申請(qǐng)日】2016年3月25日
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