启停式倍尺飞剪的应用.doc

启停式倍尺飞剪的应用【摘 要】倍尺飞剪是电机启、停式成品飞剪，其电控系统由电气传动系统及剪切控制系统组成具有倍尺功能，自动跟随末架速度，实现自动剪切功能，触摸操作即时修改各种技术参数，剪切达到了相当高的精确度。【关键词】6RA70全数字式可逆调速系统 启停式 S7300可编程控制器 触摸控制屏 高速计数智能模块. PROFIBUS-DP网1.前言宣钢小型轧钢厂二小型车间于1993年11月建成投产，倍尺飞剪采用气胎离合式倍尺飞剪，在2002年进行了技改，但根本的剪切方式没有改变，只是增大了电动机功率，气胎离合式倍尺飞剪工作方式：电动机与剪刃经离合器连接，离合器为气胎式，内有摩擦片，电动机长期运转，剪刃不剪切时离合分开，当需要剪切时，驱动离合阀，使气胎充气，从而离合器吸合，电动机带动剪刃旋转进行剪切，剪切后，气胎快速排气，离合器立即分离，制动阀得电，剪刃制动。这一过程均在剪刃旋转一周内完成,剪刃又处于静止状态，等待下一次的剪切。由于飞剪采用的是气胎式离合器所以运行中存在以下几个问题：1.1 飞剪在动作过程中对制动部件冲击大，容易造成制动部件的损坏，维修工作量很大，维修费用较高。1.2 由于飞剪采用的是气胎式，因此用到的气阀数量较多，在冬季，气阀容易堵塞，动作不可靠，轻则造成剪切不准确，重则造成停机故障。1.3 气动离合器、制动器摩擦片经常断裂造成剪切事故。1.4 由于离合器式倍尺飞剪本身剪切精确度不高，随着轧钢速度的提升其剪切精确度和可靠性相对都有所下降，已不能适应愈来愈快的轧钢节奏。1.5 由于飞剪电动机必须长期运行，消耗电量大，不利于车间成本的降低和能源的节省。2.改造方案的确定由于存在以上问题，对旧倍尺飞剪的改造势在必行。本着少花钱多办事的原则，由中冶集团北京冶金设备研究设计总院和车间技术人员结合二小型车间的实际生产情况和操作习惯联合设计了启停式倍尺飞剪。3.启停式倍尺飞剪的特点 改造后的飞剪剪切时，飞剪以高于成品轧机速度一定值启动，以保证剪切端部的形状变形量最小。剪切后飞剪立即制动，然后反爬至零位。 操作台上带有触摸控制屏，可方便的进行人机对话，在线修改参数，对设备进行监控。 保护功能齐全。当传动系统发生故障，电机风机自动开关故障持续发生1秒钟后PLC发出停车命令，同时操作台上报警器发出声音报警及显示通知操作者，告知前面不要送钢，需要停车处理事故。系统柜前门面板上故障指示灯亮。4.控制原理及硬件构成倍尺飞剪是电机启、停式成品飞剪，其电控系统由电气传动系统及剪切控制系统组成，具有倍尺功能。飞剪由一台直流电动机拖动，功率为355KW，额定电压660伏，用西门子公司的6RA70可逆调速装置做控制系统，电枢回路采用三相桥式反并联全控整流回路，使用国产功率单元，功率单元由平板式晶闸管和散热器构成。励磁回路采用2脉冲单相半控桥供电。 飞剪的剪切控制采用西门子公司的S7-300可编程控制器（简称PLC）。PLC与6RA70可逆调速装置通过PROFIBUS-DP网连接，实现对整流系统的控制，如发出开/停车命令、数字量的速度给定，同时6RA70调速装置也向PLC回馈实际速度、实际电流值、故障字和状态字。PLC与操作台上的触摸屏通过与MPI接口连接，实现现场操作人员在线修改参数，如倍尺长度设定、倍尺长度调整、首段长度设定、剪切刀数预置、轧辊直径预置等并对设备进行监控。使操作台至PC柜的连接线大大减少。 S7-300PLC有三个高速计数智能模板和二块开关量输入/开关量输出模块。这三块高速计数智能模板，其一准确计算长度，其精度高可靠性好，用以保证剪切精度，其二定位剪刃位置，保证剪刃的定位精度，其三实现剪前轧机自测速度，以便飞剪随时跟随轧线速度。PLC除完成切头、尾及碎断控制外还完成传动系统继电控制及保护。硬件系统构成如下图:A1 PS307A2 CPU3152DPA4 FM350256-271A5 FM350272-287A6 FM350288-303A7 SM32110.0-11.7A8 SM32112.0-13.7A9 SM322Q0.0-Q1.7A10 SM322Q2.0-Q3.7CPB板6RA70MPIDPE1TP-170B5.PLC控制程序的构成PLC应用程序的设计采用模块化的方法，根据功能的不同共划分为6个模块：主模块OB1实现整个程序的循环调用，功能块FC2用在控制剪切过程如启动、停止、复位，FC3用在实现触摸屏数据的通讯及处理，FC5是飞剪的分/合闸控制、报警、及故障的输入/输出及联锁继电控制，FC6用来控制飞剪的启动、剪切、复位各个行程的速度给定，FC8用来进行首段长度、倍尺长度的计算。 如下图所示：FC2功能块剪切控制FC3功能块触摸屏通讯FC5功能块继电控制FC6功能块飞剪速度控制FC8功能块倍尺长度计算主模块OB16.运行效果改造后的飞剪自投入使用近一年来运行状况良好，性能稳定可靠，剪切精度高,故障率低，操作方便，大大提高了生产效率和