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一、　　   生產(chǎn)工藝介紹：

此生產(chǎn)線系統(tǒng)由五個部分組成。送料機(jī)、校頻機(jī)、切板機(jī)、皮帶部分和堆放成品部分。原材料卷板(約3-5毫米后的鋼板)經(jīng)送料機(jī)壓平后送料，經(jīng)過四米長地坑緩沖后進(jìn)入校頻機(jī)定位，定位完成后切板機(jī)裁切成成品后經(jīng)皮帶送出包裝。

操作人員可以通過手動啟動、停止各部分電機(jī)。自動運(yùn)行中，地坑中的光電開關(guān)根據(jù)鋼板下垂程度來通斷送料機(jī)，以便和校頻機(jī)速度相匹配，操作人員通過文本顯示器輸入每刀長度與刀數(shù)。系統(tǒng)按所設(shè)定的運(yùn)行，節(jié)距一般為2米，精度要求5mm之內(nèi)。速度要求每分鐘8張左右。

二、　　   工藝數(shù)據(jù)和分析：

1. 工藝數(shù)據(jù)情況

送料機(jī)功率：7.5Kw；

校頻機(jī)減速點機(jī)功率：3.7Kw ；  減速比：15：1；

切板機(jī)電機(jī)功率：4Kw；

皮帶傳送電機(jī)功率：3.7Kw；

校頻機(jī)滾軸直徑：108mm；

編碼器解析度：500ppr；

送料機(jī)速度：25m/min；

切板機(jī)速度：60次/min；

原料鋼板厚度：3mm； 寬度：小于 460mm；

緩沖地坑：4米長，3米深。

2. 傳統(tǒng)的實現(xiàn)方法及其缺點:

   一般此類設(shè)備采用直流調(diào)速系統(tǒng), 系統(tǒng)笨重,耗電量大,調(diào)試複雜,維護(hù)成本很高,在定位控制上面,采用讀取行程開關(guān)信號后預(yù)減速配合氣壓制動的定位方式,剪切效率很低,誤差較大,隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展和變頻調(diào)速器的技術(shù)的提高, 更先進(jìn)和更快速的分剪成為可能;

三、　　   臺達(dá)的控制方案

〈一〉總述

采用文本顯示器TP02G作為指令和數(shù)據(jù)上行下達(dá)的窗口；人機(jī)界面和DVP14ES00R通訊，數(shù)據(jù)和指令經(jīng)過PLC控制現(xiàn)場設(shè)備；本系統(tǒng)采用 編碼器、PLC、變頻器來完成定位達(dá)到要求。采用500PPR的臺達(dá)編碼器與滾軸直連來準(zhǔn)確檢測記數(shù)位置。采用3.7Kw減速比為15：1的減速電機(jī)來驅(qū) 動校頻機(jī)。用電磁抱閘來克服定位完成時鋼材的慣性運(yùn)動。在這樣的定位系統(tǒng)中,我們采用動態(tài)PID連續(xù)定位算法,這是我們自創(chuàng)的算法,這使得處于速度模式的 變頻器可以控制異步電機(jī)非常準(zhǔn)確的定位,在這種算法下,變頻器的給定轉(zhuǎn)速處于動態(tài)狀態(tài),由PLC的RS485接口與變頻器通訊完成，以低成本方式取代原來 需要交流伺服才能完成的功能,實現(xiàn)了準(zhǔn)確的節(jié)距控制；現(xiàn)場設(shè)備的各類信號反饋到PLC，實現(xiàn)安全控制；

〈二〉關(guān)于本控制方案的數(shù)據(jù)計算

滾軸直徑為108mm，周長為3.1415*108=339mm。編碼器采用2倍頻計數(shù)，那么編碼器計數(shù)的精度為339/1000=0.339mm。

切板機(jī)每切一次的時間為1s，滾軸帶動原料要求以30m/min的速度可以滿足要求：按每塊加速到速度時間2s，減速到0時間2s計算。一 分鐘內(nèi)有60-8-4*8=20s在高速運(yùn)行。一分鐘內(nèi)運(yùn)行距離：20*30/60+30*4*8*0.5/60=18m，可以滿足每分鐘 2*8=16m的要求。

PLC的計數(shù)頻率：（30*1000/0.339）/60=1475HZ<3KHZ。用臺達(dá)ES系列的PLC可以滿足要求。

采用額定轉(zhuǎn)速為1450轉(zhuǎn)/分、15的減速比的減速電機(jī)，速度：1450/15=96轉(zhuǎn)/分。滾軸軸徑108mm。線速度：3.1415*108*96/1000=32.7米/分。大于上面計算的速度30米每分。因此是可以滿足要求的。

設(shè)定的參數(shù)和PLC自動修正的數(shù)據(jù)存放于PLC的掉電保持區(qū)（EEPROM AREA），可以保證數(shù)據(jù)不會丟失；人機(jī)界面具備電池后備數(shù)據(jù)保持區(qū)（64K BYTE），可以存放重要的過程歷史數(shù)據(jù)；同時人機(jī)界面對PLC的數(shù)據(jù)作二次處理，如報警記錄和顯示等；可根據(jù)客戶的要求進(jìn)行設(shè)計。

〈三〉設(shè)備控制方式

設(shè)有各個部分電機(jī)操作按鈕及急停按鈕，有手動、自動選擇，人機(jī)界面（文本顯示器）放置與現(xiàn)場，方便隨時操作、更改參數(shù)；

PLC放于現(xiàn)場，減少電纜敷設(shè)量，同時縮短人機(jī)界面與PLC的通訊距離，提高通訊可靠性；

變頻器和變、配電設(shè)備放置與信號設(shè)備遠(yuǎn)離，盡量減少信號設(shè)備與控制柜之間距離，防止強(qiáng)電對信號干擾，提高精度。

〈四〉電器配電柜說明

1．  配電系統(tǒng)對各回路均單獨控制，設(shè)計有循環(huán)風(fēng)冷、和備用電源，備用按鈕，指示，檢修方便，改造方便；

2．  現(xiàn)場電源和聯(lián)鎖電源以及低壓供電系統(tǒng)均設(shè)計有空氣開關(guān)，防止電源短路的互相影響；

3．  五線三相供電，配電柜中性線和地線分開有利于抗干擾和操作人身安全；

〈五〉現(xiàn)場客觀情況分析

所采用的矢量變頻器、15減速比電機(jī)和電磁抱閘來阻止定位完成后材料的慣性以及后面送料機(jī)對材料的沖力，是可以滿足精度要求的。影響精度的因素 很多，有編碼器的干擾，電機(jī)與連軸器間的箭隙，連軸器的背隙，編碼器與連軸器的間隙，原料與滾輪間的運(yùn)動時和停止時的打滑等等。理論上的精度是極高的，為 了提高精度，除了用高精度編碼器，矢量型變頻器，電磁抱閘外，還必須提高連軸器的背隙，增加原料與滾軸間的摩擦等等。

為了使送料機(jī)與校頻機(jī)的速度想適應(yīng)，可以在之間挖地坑的方法實現(xiàn)。送料機(jī)以16m/s的速度送料。校頻機(jī)以2m為一塊板切割。則要求留足2m的 余量。若挖3米長，2米深的地坑，剛好可以滿足2米的余量滿足速度匹配。但實際鋼板是不可能拉到水平的，也不能接觸到地坑底部。并且地坑底部還得裝一對光 電開關(guān)。那么挖一個4米長，3米深的地坑可以滿足要求。

四、　　   需要重要元器件

所選用的重要元器件有：

1．  變頻器選擇臺達(dá)VFD-B系列，臺達(dá)電子集團(tuán)是全球電力電子大公司，該公司的產(chǎn)品具有極高的性能價格比，并且具備優(yōu)良的產(chǎn)品服務(wù)體系，在全國，其變頻器產(chǎn)品享有良好的聲譽(yù)，在中小功率段變頻器產(chǎn)品市場占有率較高；

2．  人機(jī)界面選擇臺達(dá)TP02G系列，該產(chǎn)品外觀精美，開發(fā)使用及維護(hù)簡單且高可靠性，目前同類產(chǎn)品中市場占有較高的地位，其強(qiáng)大的編程軟件功能使她能完全適合本系統(tǒng)；

3．  各類低壓開關(guān)、接觸器、按鈕選擇性價比較高的浙江正泰產(chǎn)品；光電開關(guān)，電磁抱閘選用國產(chǎn)產(chǎn)品；

4．  開關(guān)電源選擇臺灣明緯S-100-24；

5． 編碼器選用高精度，高可靠性臺達(dá)編碼器產(chǎn)品；

五、　　   達(dá)到的效果

1. 采用以上主要元器件和方案，做成的系統(tǒng)可以達(dá)到的效果：有一個1200mm高、1000mm寬、800mm深左右的柜子。操作臺上有手動/自動選擇開關(guān)， 急停按鈕，各個電機(jī)的啟動、停止按鈕，各個電機(jī)運(yùn)行指示燈，文本顯示器，電磁調(diào)速控制旋鈕。用戶按設(shè)定的每刀長度和刀數(shù)可以選用手動方式：啟動一次校頻 機(jī)，運(yùn)行一次鋼板長度定位，啟動一次切板機(jī)裁切出一個成品，依此手動方式一次切一個成品。采用自動方式：先手動讓原料送到位，手動切第一刀后自動切板。原料切完，可以依次停止個電機(jī)。在自動運(yùn)行中，地坑下的光電開關(guān)可以檢測到地坑中材料的余量，來自動控制送料機(jī)的起停。

2. 具有短路，過載，缺相等保護(hù)功能和故障報警功能。

3. 達(dá)到分剪精度5毫米。

4. 目前此系統(tǒng)正在成都天回鎮(zhèn)天意剛才庫房分剪生產(chǎn)線實施中。