基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的自動橫剪生產(chǎn)線的設(shè)計.pdf

1、橫剪生產(chǎn)線是鋼材板卷精加工的重要設(shè)備之一,其作用是將冷軋板卷經(jīng)過開卷、矯直、定尺等工序之后,通過剪板機(jī)將板卷剪切成所需長度的平整板料并且堆垛、打包、運(yùn)輸。橫剪機(jī)組的剪切速度、剪切精度決定了生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量,直接影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 隨著我國工業(yè)化、城市化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的升級加速,制造業(yè)、輕工業(yè)、新能源等行業(yè)所需求的各類板材、型材和特鋼產(chǎn)品等逐漸成為消費(fèi)需求的熱點(diǎn)鋼材品種。然而國內(nèi)很多鋼鐵公司的生產(chǎn)工藝落后、設(shè)備老化

2、嚴(yán)重、維修較為困難,傳統(tǒng)的定尺剪切技術(shù)實(shí)際上是一個反復(fù)尋找剪切點(diǎn)的控制過程,這種方式剪切精度相對較低,對鋼材的浪費(fèi)較大,而引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)則要花費(fèi)巨額的資金,這對于企業(yè)來說無疑是一個沉重的負(fù)擔(dān),因此國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢,紛紛上馬具有更高自動化水平的生產(chǎn)設(shè)備。
　　 通鋼集團(tuán)四平鋼鐵制品有限公司的基于PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的鋼板自動橫剪生產(chǎn)線就是在這種形勢下設(shè)計的。現(xiàn)場總線實(shí)質(zhì)上是一種具有多站點(diǎn)、

3、全數(shù)字、雙向性的通信系統(tǒng),用于自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場設(shè)備的智能連接,主要用于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中所使用的各種控制器、驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及智能儀表等現(xiàn)場設(shè)備之間的通信,并在高級控制系統(tǒng)與工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)控制設(shè)備之間傳遞信息。現(xiàn)場總線廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、加工業(yè)、流程、交通、樓宇、電力等行業(yè)的自動化控制系統(tǒng)中。本橫剪生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)采用西門子S7-400 PLC作為一級主站,SIMOVERT MASTERDRIVES6SE70逆變器和西門子遠(yuǎn)程分布式I

4、/O設(shè)備ET200M作為從站。通過PROFIBUS總線將87-400主站和從站連在一起,實(shí)現(xiàn)控制命令和現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時、快速、準(zhǔn)確的傳遞。上位機(jī)組態(tài)軟件使用SIMATICWinCC V6.0,通過S7-400 PLC集成的MPI接口使上位機(jī)能夠方便的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工藝參數(shù)的輸入,輸出顯示以及實(shí)時監(jiān)控、報警等功能,對現(xiàn)場的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時有效的管理。不僅提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的控制精度,更增強(qiáng)了整個控制系統(tǒng)的智能化和可靠性。
　　 考慮

5、到企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,傳動控制系統(tǒng)的設(shè)計采用公共直流母線技術(shù)。以西門子公司6SE70整流單元為公共直流母線供電,16臺6SE70系列逆變器掛接在公共直流母線上,生產(chǎn)過程中多余的電能可以通過直流母線供給其他電機(jī)使用,既節(jié)約了電能,又減少了設(shè)備故障發(fā)生的概率,節(jié)省了廠房占用面積,為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本。
　　 定尺剪切是本控制系統(tǒng)設(shè)計的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。由于本控制系統(tǒng)具有典型的非線性特性,結(jié)合自動控制技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀,本文引入了模糊控制技術(shù)

6、,模糊控制是目前工業(yè)控制中應(yīng)用較為成熟的一種智能控制系統(tǒng),在對本條橫剪生產(chǎn)線的實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行了充分的估計預(yù)測之后建立起模糊控制規(guī)則,本橫剪生產(chǎn)線采用模糊控制之后,充分發(fā)揮了其非線性自動尋優(yōu)的功能,實(shí)現(xiàn)了定尺在短時間內(nèi)完成且剪切精度滿足生產(chǎn)要求、控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、PLC算法可靠易行等功能。
　　 同步控制是本控制系統(tǒng)設(shè)計的另一關(guān)鍵點(diǎn),生產(chǎn)過程中必須保證開頭機(jī)、圓盤剪、23輥矯直機(jī)等電機(jī)的的線速度同步,保證產(chǎn)品的質(zhì)量。