專利名稱：一種軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
熱鋸作為軋鋼生產(chǎn)線上的主要設(shè)備之一，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量中起著至關(guān)重要的作用。在現(xiàn)有技術(shù)中，熱鋸鋸切過(guò)程均采用人工對(duì)位及調(diào)整鋸切速度。下鋼輥道速度調(diào)整未能與熱鋸啟停結(jié)合，致使鋸切時(shí)間的浪費(fèi)；輥道定位采用編碼器及人工定位，由于與電機(jī)的調(diào)速不匹配，起、制動(dòng)過(guò)程機(jī)械慣性大，機(jī)械沖擊大，不可避免地造成鋸切精度差；在定尺過(guò)程中機(jī)械推頭經(jīng)常推送過(guò)位或推送不到位，加長(zhǎng)了定尺的調(diào)整過(guò)程，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響了生產(chǎn)節(jié)奏，嚴(yán)重制約著生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，上述問(wèn)題造成的矛盾更加突出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其目的是實(shí)現(xiàn)熱鋸加工的高精度、全自動(dòng)控制。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，包括鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分、輔助傳動(dòng)部分和邏輯控制單元；所述的鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)熱鋸變頻器；所述的輔助傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)輥道傳動(dòng)，設(shè)輸送輥道變頻器；所述的邏輯控制單元設(shè)PLC ；所述的熱鋸變頻器和輸送輥道變頻器均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與所述的PLC連接。所述的控制系統(tǒng)設(shè)定尺機(jī)編碼器，所述的定尺機(jī)編碼器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與所述的輸送輥道變頻器連接。所述的PLC中設(shè)有電源模塊、CPU模塊、模擬量輸入、輸出模塊和開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊。所述的控制系統(tǒng)的配電室設(shè)置ET200M子站，所述的ET200M子站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與所述的PLC連接。所述的現(xiàn)場(chǎng)總線為PR0FIBUS-DP。所述的PLC通過(guò)以太網(wǎng)與工控機(jī)連接。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，將現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的速度控制和位置控制變成了簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制，因而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，并且由于沒(méi)有復(fù)雜的閉環(huán)反饋裝置，所有控制均通過(guò)通訊實(shí)現(xiàn)，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力及傳輸速度，特別適宜熱鋸操作環(huán)境與現(xiàn)有的維護(hù)水平，從而大大提高了設(shè)備的可靠性，并且基本上可以做到零調(diào)試和零維護(hù)，可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。


下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記 為1、PLC，2、配電室，3、熱鋸變頻器，4、輸送輥道變頻器，5、定尺機(jī)編碼器，6、現(xiàn)場(chǎng)總線。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、 技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1表示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，為一種軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，是應(yīng)用于冶金工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的軋鋼棒材鋸切設(shè)備——熱鋸的高精度、全自動(dòng)的數(shù)字控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精確自動(dòng)控制。該系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)部分、PLC、變頻器、現(xiàn)場(chǎng)總線、分散外圍設(shè)備及操作員終端等部分組成。為了解決在本說(shuō)明書(shū)背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問(wèn)題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)熱鋸加工的高精度、全自動(dòng)控制的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如圖1所示，本發(fā)明所提供的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，包括鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分、 輔助傳動(dòng)部分和邏輯控制單元；所述的鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)熱鋸變頻器3 ；所述的輔助傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)輥道傳動(dòng)，設(shè)輸送輥道變頻器4 ；所述的邏輯控制單元設(shè)PLCl ；所述的熱鋸變頻器3和輸送輥道變頻器4均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線6與所述的PLCl連接。上述結(jié)構(gòu)包括三部分，一是負(fù)責(zé)鋸切主電機(jī)功率傳動(dòng)部分，即上述的鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分；二是輔助傳動(dòng)部分，即輸送輥道的傳動(dòng)部分；三是邏輯控制單元部分，即上述的 PLCl，是可編程序控制器，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，熱鋸PLC存儲(chǔ)熱鋸主程序。主傳動(dòng)采用變頻器，實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)的速度控制，且是平滑無(wú)觸點(diǎn)控制；采用三組變頻器分別調(diào)節(jié)三段熱鋸輥道速度。結(jié)合整個(gè)軋鋼車(chē)間的電氣設(shè)備應(yīng)用情況，考慮到備件及網(wǎng)絡(luò)的銜接，則主電機(jī)功率傳動(dòng)部分的功率單元采用現(xiàn)有變頻器，邏輯控制單元選用西門(mén)子PLC。所述的控制系統(tǒng)設(shè)定尺機(jī)編碼器5，所述的定尺機(jī)編碼器5通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線6與所述的輸送輥道變頻器4連接。本發(fā)明采用全數(shù)字控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，輸送輥道變頻器4與熱鋸變頻器3通過(guò)PLCl實(shí)現(xiàn)連鎖，同時(shí)熱鋸變頻器3的啟動(dòng)信號(hào)及運(yùn)行速度的給定值也通過(guò)輸送輥道變頻器4及定尺機(jī)編碼器5自動(dòng)給定。熱鋸PLCl接收指令后，調(diào)取指令程序給定熱鋸變頻器3的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)鋸切全自動(dòng)運(yùn)行。系統(tǒng)配置如圖1所示。整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單易操作，同時(shí)所有狀態(tài)值及檢測(cè)值均為一次信號(hào)，運(yùn)算、運(yùn)行過(guò)程中均不需人工干預(yù)。綜上所述，本發(fā)明的全數(shù)字熱鋸控制系統(tǒng)將現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的速度控制和位置控制變成了簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制，因而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，并且由于沒(méi)有復(fù)雜的閉環(huán)反饋裝置，所有控制通訊的實(shí)現(xiàn)提高了系統(tǒng)的抗干擾能力及傳輸速度。本發(fā)明特別適宜熱鋸操作環(huán)境與現(xiàn)有的維護(hù)水平，從而大大提高了設(shè)備的可靠性，并且基本上可以做到零調(diào)試和零維護(hù)，可保長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。在熱鋸 生產(chǎn)中，輸送輥道變頻器4分為上鋼輥道及下鋼輥道兩組變頻器。本發(fā)明針對(duì)下鋼輥道變頻器參與控制。本發(fā)明所述的熱鋸控制系統(tǒng)所述的PLCl中設(shè)有電源模塊、CPU模塊、模擬量輸入、 輸出模塊和開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊。電源模塊為PLCl的運(yùn)行提供電源；CPU模塊是PLCl的運(yùn)算器和存儲(chǔ)器；模擬量輸入、輸出模塊的作用是模擬信號(hào)向CPU模塊輸入及CPU模塊向系統(tǒng)執(zhí)行部分發(fā)出模擬指令信號(hào)，在CPU模塊內(nèi)，仍需將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊作用是數(shù)字信號(hào)向CPU模塊輸入及CPU模塊向系統(tǒng)執(zhí)行部分發(fā)出數(shù)字指令信號(hào)。所述的控制系統(tǒng)的配電室2設(shè)置ET200M子站，所述的ET200M子站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線 6與所述的PLCl連接。配置一臺(tái)ET200M分站在配電室，實(shí)現(xiàn)輥道電機(jī)調(diào)速、定位及定尺機(jī)參考定位集中運(yùn)算控制。ET200M子站CPU內(nèi)部存儲(chǔ)下鋼輥道變頻器及定尺機(jī)編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)輥道運(yùn)輸?shù)母叩退倏刂萍拔恢每刂?。定尺機(jī)編碼器5通過(guò)PR0FIBUS-DP網(wǎng)與ET200M(12)子站連接。ET200M子站與熱鋸PLC通過(guò)PR0FIBUS-DP連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)輥道變頻器與熱鋸變頻器的連鎖。ET200M控制下鋼輥道開(kāi)始運(yùn)行。熱鋸對(duì)應(yīng)規(guī)格子程序調(diào)用指令，不可執(zhí)行。待軌道運(yùn)行距離達(dá)到設(shè)定之后，ET200M提供另一指令與輸入指令同時(shí)滿足后執(zhí)行熱鋸全自動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)鋸切。所述的現(xiàn)場(chǎng)總線6為PROFIBUS DP。所述的PLCl通過(guò)PR0FIBUS-DP (10)網(wǎng)與變頻器連接，輸送輥道變頻器4和定尺機(jī)編碼器5也連接到PR0FIBUS-DP網(wǎng)上，通過(guò)通訊與PLCl 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；通過(guò)PR0FIBUS-DP網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。主傳動(dòng)變頻器裝置(熱鋸變頻器3)通過(guò)PR0FIBUS-DP網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。輸送輥道變頻器4和定尺機(jī)編碼器5也掛到PR0FIBUS-DP (10)網(wǎng)上，通過(guò)通訊與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述的PR0FIBUS-DP系統(tǒng)是一個(gè)兩端有源終端器的線性總線結(jié)構(gòu)，亦稱為RS-485 總線段，在一個(gè)總線段上最多可連接32個(gè)站。使用9針D型連接器用于總線站與總線的連接。與總線連接的每一個(gè)站，不論是從站還是主站，都表現(xiàn)為一個(gè)RS-485電流負(fù)載。有源總線終端接有終端電阻，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)防止反射，并且當(dāng)總線上無(wú)站活動(dòng)時(shí)，它確保在數(shù)據(jù)線上有一個(gè)確定的狀態(tài)電位。本系統(tǒng)在一個(gè)總線段上有多個(gè)站，終端電阻可以由位于中線插頭的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)接通和斷開(kāi)的轉(zhuǎn)換。PROFIBUS DP協(xié)議是為自動(dòng)化制造工廠分散I/O和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所需要的高速，典型的配置是單主站結(jié)構(gòu)，DP主站和DP從站間的通訊基于主-從原理。也就是說(shuō)，只有當(dāng)主站請(qǐng)求時(shí)主站上的DP從站才可能活動(dòng)，DP從站被DP主站按輪詢表依次訪問(wèn)。主站和從站的用戶數(shù)據(jù)連續(xù)的交換，而并不考慮用戶數(shù)據(jù)的內(nèi)容。因此通訊及數(shù) 據(jù)交換可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。ET200M與熱鋸PLCl之間也通過(guò)PR0FIBUS-DP連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述的PLCl通過(guò)以太網(wǎng)與工控機(jī)連接。所述工控機(jī)均采集PLCl內(nèi)部信號(hào)，根據(jù)各棒材規(guī)格設(shè)定調(diào)取PLCl內(nèi)部對(duì)應(yīng)鋸切程序，執(zhí)行全自動(dòng)運(yùn)行。工控機(jī)組態(tài)畫(huà)面實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)輥道速度、距離及熱鋸速度、距離的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)具備熱鋸輥道及下鋼輥道高低速及停止位置的設(shè)定功能。具體控制方式如下當(dāng)操作工接到熱送指令后，根據(jù)下鋼軌道接鋼信號(hào)后。在工控機(jī)內(nèi)輸入熱坯規(guī)格。 通過(guò)比較(CMP)指令，調(diào)用ET200M與熱鋸PLCl同等鋼坯子程序。本發(fā)明的控制系統(tǒng)具備手動(dòng)與自動(dòng)兩種功能。通過(guò)操作臺(tái)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。正常情況下采用全自動(dòng)熱鋸鋸切。下鋼輥道變頻器調(diào)節(jié)思輥的運(yùn)行速度，并提供熱鋸變頻器開(kāi)啟指令。根據(jù)工藝要求將各種規(guī)格棒材在下鋼輥道上的變頻速度在ET200M內(nèi)定義成為固定子程序，下鋼輥道開(kāi)啟后直接調(diào)用對(duì)應(yīng)速度子程序。速度設(shè)定通過(guò)開(kāi)關(guān)量端子設(shè)定為高速、低速和停止三種。傳輸距離通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)定尺機(jī)編碼器5反饋距離與變頻器數(shù)據(jù)采集運(yùn)算距罔。兩數(shù)據(jù)在ET200M內(nèi)與設(shè)定距離比較相等后輸出兩組開(kāi)關(guān)量中間值。兩組值與門(mén)輸出輥道變頻器指令信號(hào)。速度要求進(jìn)入下鋼軌道后高速運(yùn)行，接近熱鋸后低速運(yùn)行。到達(dá)鋸切位置后停止運(yùn)輸。根據(jù)工藝情況、輥道運(yùn)輸距離實(shí)施通過(guò)ET200M與熱鋸PLCl通訊實(shí)施反饋到熱鋸 PLCl。根據(jù)工藝要求在輥道低速運(yùn)行期間開(kāi)啟熱鋸變頻器3。三段變頻器高低速及位置反饋均與輥道變頻器控制原理相同，邏輯控制器也為熱鋸 PLCl。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)包括鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分、輔助傳動(dòng)部分和邏輯控制單元； 所述的鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)熱鋸變頻器(3)； 所述的輔助傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)輥道傳動(dòng)，設(shè)輸送輥道變頻器(4)； 所述的邏輯控制單元設(shè)PLC(I)；所述的熱鋸變頻器(3)和輸送輥道變頻器(4)均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(6)與所述的PLC(I)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)設(shè)定尺機(jī)編碼器(5)，所述的定尺機(jī)編碼器(5)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(6)與所述的輸送輥道變頻器(4) 連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC(I)中設(shè)有電源模塊、CPU模塊、模擬量輸入、輸出模塊和開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊。。
4.按照權(quán)利要求1所述的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)的配電室(2)設(shè)置ET200M子站，所述的ET200M子站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(6)與所述的PLC(I)連接。
5.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場(chǎng)總線(6)為PROFIBUS-DP。
6.按照權(quán)利要求1或2或3或4所述的軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，其特征在于所述的 PLC(I)通過(guò)以太網(wǎng)與工控機(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軋鋼棒材熱鋸控制系統(tǒng)，包括鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分、輔助傳動(dòng)部分和邏輯控制單元；鋸切主電機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)熱鋸變頻器；輔助傳動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)輥道傳動(dòng)，設(shè)輸送輥道變頻器；邏輯控制單元設(shè)PLC；熱鋸變頻器和輸送輥道變頻器均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與所述的PLC連接。采用上述技術(shù)方案，將現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜的速度控制和位置控制變成了簡(jiǎn)單開(kāi)環(huán)控制，因而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性；所有控制通過(guò)通訊實(shí)現(xiàn)，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力及傳輸速度，特別適宜熱鋸操作環(huán)境與現(xiàn)有的維護(hù)水平，提高了設(shè)備的可靠性，做到零調(diào)試和零維護(hù)，可保持長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
文檔編號(hào)G05B19/05GK102323784SQ20111017396
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者姜亮, 孫韶華, 王桂生, 王海良, 許國(guó)方, 趙華, 連獻(xiàn)功 申請(qǐng)人:蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司