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高速线材轧机定位控制系统

www.cechina.cn2009.07.23阅读 22960

        湘钢新建的高速线材轧机于1995年9月正式投产,轧机为单线式,它的机械设备大部分由美国摩根公司引进,轧机的计算机控制系统由瑞典ABB公司引进,具有90年代先进技术水平。整个轧机由28个机架、3个飞剪、1台夹送辊、1台吐丝机组成。吐丝机的吐丝管是由一种螺旋型结构和螺线管组成。吐丝机工作时,螺丝管作高速旋转,当轧件从精轧机出来进入吐丝机时控制工程网版权所有,吐丝机的吐丝管作高速旋转,轧件经过吐丝机时变为具有一定半径的圆形的线材落到斯太尔摩辊道上。由于斯太尔摩辊道是由许多具有一定半径的圆形辊子并排安装而成,辊子之间具有一定间隙,当成品线材经过吐丝机时,头部很容易栽到斯太尔摩辊道的辊缝之间,造成第1段辊道卡线,使传动电机过流跳闸。为了避免这种情况的发生,必须对吐丝机进行定位控制,使轧件头部经过吐丝机时,按给定位置从吐丝管出来。
        1 吐丝机定位控制系统的硬件配置
     
   我公司高速线材轧机的计算机控制系统和传动控制系统,全部由ABB公司提供。整个主轧线由三套Master Piece 260/1过程控制计算机组成,称为RMC2、RMC3、RMC4,其中RMC2负责对轧线的主副传动、飞剪、吐丝机定位进行控制。吐丝机定位控制部分示意图如图1所示。

吐丝机定位控制部分示意图


        1.1 传动控制单元
        吐丝机是由一台250kW,转速为1650r/min的直流电机传动,传动柜采用了ABB公司的全数字式晶闸管调速控制柜(型号TYRAKM IDIⅡ)。它的速度给定可由传动柜本地给定,也可以由上位机RMC2通过现场总线Master field Bus进行,根据吐丝机定位控制的要求www.cechina.cn,2%的突加给定,电机的上升时间小于300ms。
        1.2 脉冲变送器
        脉冲变送器安装在吐丝机传动电机的尾部与电机转子同步旋转。当变送器旋转时,由三个通道输出方波脉冲:脉冲变送器A、B两通道在电机旋转一周时输出1024个方波脉冲,在相位上互差90°;C通道在电机旋转一圈时只输出一个方波脉冲,称为周脉冲。它的输出除作为电动机的速度反馈外,还将接在计数板DSDP170的输入端控制工程网版权所有,进行脉冲计数。根据每个脉冲对应的角度数,计算出吐丝机吐丝管的旋转角度和轧件头部在定位区域所处的位置。
        1.3 计数单元
        在RMC2计算机框架里,安装了一块DSDP170计数板,它有4个计数通道对输入的方波脉冲进行计数。为了进行吐丝机的定位控制,这里把脉冲变送器的输出信号连接到DSDP170计数板的C1通道和C2通道,通过对变送器的输出脉冲计数控制工程网版权所有,计算机能计算出吐丝管旋转到什么角度,从而控制轧件头部出吐丝管的角度。
        1.4 热金属检测器
        热金属检测器主要用于检测高温轧件的位置。当高温轧件被热金属检测器探测到时,输出高电平信号,无轧件时,输出低电平信号。
        2 吐丝机头部定位的控制方式
        吐丝机头部定位控制主要是确保轧件通过吐丝机时,轧件头部能够在给定位置出吐丝管。我们采用了两种方式控制工程网版权所有,一是通过改变精轧机前的飞剪剪切长度,二是通过改变吐丝机的转速,实现对吐丝机的头部定位,使轧件头部在给定位置的范围内从吐丝管出来。下面根据美国摩根公司对吐丝机头部定位的技术要求:轧件头部输出位置(角度)=给定位置(角度)±60°,分析计算机控制的吐丝机定位控制系统。
        2.1 飞
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