DC790直流调速器在开卷校平收卷生产线中的应用

案例简介

        开卷校平收卷生产线包括开卷机、校平机、分条机、收卷机。与开卷校平剪切线不同的是，对板材校平整形后，纵向分条后再次将卷材收拢成卷。在控制过程中，一般收卷机采用速度环与电流环相结合控制，保持与校平机线速度同步，启停平稳快速，避免卷材松散。

      生产线中粗校机、分条机、精校机、收卷机使用直流驱动器控制直流电机传动方式，基于790驱动器具有ModBus通讯协议优势，使用SIEMENS S7-200作为系统主站，实现直流驱动器之间的数字通讯，避免传统方式的模拟信号控制中的现场环境干扰，与触摸屏组成的开卷校平收卷自动控制系统，对各台驱动器的速度控制，实现速度同步。

　　工艺流程

        该校平线机械部分主要由上料系统、开卷机、引料机组、粗校平机、分条机、废边卷曲机、精校机、收卷机、下料小车等主要部分组成。

        将钢卷吊到钢卷存放台上。由上料小车把钢卷运输至开卷机下方并对正开卷轴中心线。上料小车的上升并托起钢卷，人工完成钢卷的高度对中。安放于各自滑座上的开卷头做相对移动，开卷头插入钢卷内径并涨紧，将钢卷固定在开卷机上，在引料机组辅助下将钢卷头部打开，并引导板头进入粗校机，调整校平辊高度，并检测板材平整的效果做在线调整；经过分条机组，板带分成多条已预设宽度的窄带，并将废边引入废边缠绕机后，板带进入精校机，将板头剪切头后引入收卷机完成穿带过程。此时控制全线的PLC投入使用，开卷机的离合器打开，开卷机由主动进入被动工作状态，

　　测长装置投入使用，然后全线即可由PLC控制进行全线自动收卷状态。分条收卷后的成品由下料小车进行卸卷。在触摸屏

设有长度计数器，可显示卷曲长度。

　　工艺流程图如下：

　　▲速度控制收卷的控制原理

　　应用方案

        开卷校平分条收卷生产线中粗校机、精校机、分条机、收卷机是由直流调速器控制的直流电机，速度反馈采用编码器速度反馈方式，此反馈为角速度反馈，PLC采用ModBus通讯方式设定各台调速器控制信号与设定速度，并反馈调速器的状态参数。全线速度由电位器给定，旋转编码器测长计数，也作为板材线速度反馈，并使用脉冲分配器，将编码器的信号输入调速器，作为调速器第二反馈速度，经过调速器内置功能块计算后，对直流电机速度自动修正。

        粗校机、精校机、分条机运行过程中角速度，线速度是保持恒定的，收卷机在在卷曲过程中随着卷径增加，角速度不变，线速度会相应增大，为保持生产线速度一致，对收卷机ETD790功能进行同步速度+辅助PID叠加计算，使收卷机线速度保持与生产线速度一致。

        ETD79调速器在应用上具有两个优势：通常调速器正常设置，一般只接收一个速度信号作为测速反馈，利用ETD790具有双编码器接口优势，将生产线上的测长编码器信号则通过第二个编码器接口采集，通过内置辅助PI功能块运算转换为第二速度反馈信号；二是ETD790内置的ModBus总线通讯，目前市场上主流PLC都支持该通讯方式，本例中S7-200PLC也支持该通讯方式。

        辅助PI功能块设定方式：在790 DriveExplorer 软件里调用PID_AUX功能块，205 c_PID_ref1_inp， 20c_PID_fbk1_inp，PLC 对ETD790内置的预设值功能块将设定速度写入205 c_PID_ref1_inp；通过脉冲分配器将测长编码器的信号接入第二编码器器口，并写入206 c_PID_fbk1_inp；使能PID_AUX功能块后，205 c_PID_ref1_inp 、206 c_PID_fbk1_inp经过PID运算输出232 PI_output到Speed Loop功能块的63 c_spd_ref2与直流电机速度给定信号进入Ramp功能计算后得到的62 c_spd_ref1叠加输出，收卷机调速器自动调整电机角速度，使收卷机的线速度，保持与生产线速度相同。

　　框图如下：

　　系统配置：

　　客户反馈：

     “经过实际应用证明，各台ETD直流调速器运行良好，完全能够满足现场工艺要求。其控制精度高，运行稳定可靠，使电机的电流，转矩，速度都达到了较高的精度，从而收卷的同步控制性能得到更大的提高，与同行业其他产品相比，ETD调速器具有的ModBus通讯方式不仅降低了采购成本而且通讯可靠、应用简单方便，实为锻压自动化设计的推广首选。”