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S7-200和MM440在钢丝/钢管复绕生产线上的应用

时间:2007-1-20栏目:自动化论文

 S7-200和MM440在钢丝/钢管复绕生产线上的应用
摘要
在钢丝/钢管复绕生产线中,收线电机控制整线速度,排线电机自动跟踪收线速度,放线电机控制张力。
关键词:
收线速度控制 线径控制 张力控制
一简述
OPGW光缆是近几年来流行的特种光缆,其优良的使用方式和广泛的用途使其具有广泛的市场。由于生产这种光缆所需要的不锈钢管,钢丝,铝合金丝和铝包钢丝通常是散圈提供或采用1米盘包装,而OPGW生产线上所使用的线盘规格为0.63米,因此需要一种复绕机,将散装的原材料复绕到0.63米的小盘上。
二技术要求和系统构成
1. 技术要求
· 生产线速度:≥300m/min;
· 张力要求: 
A) 不锈钢管:10N≤F≤50N;
B) 钢丝,铝包钢丝:100N≤F≤250N;
C) 铝合金丝:50N≤F≤150N;
· 记米精度:0.2%;
· 排线速度:自动跟踪收线速度;
2. 系统构成(电气部分):
收线,排线和防线电机均采用变频电机,驱动器采用SIEMENS的MM440系列变频器,操作和生产工艺参数显示采用SIEMENS的TP-070触摸屏,全线控制采用 SIEMENS的S7-226+EM-231构成。S7-226的PORT0#用于和MM440通讯 (USS4),PORT1#用于和TP-070通讯。
三各系统简介
1. 收线速度控制
收线用于收卷钢丝,钢管。上下,开合线盘采用电动机带动丝杆的方式。电机采用普通的交流电机加接触器控制。而收线电机采用变频电机和MM440控制。
收线速度由速度电位器通过EM-231送入S7-226,再通过USS4协议由S7-226加到MM440上。由于生产线的速度较快,线盘具有较大的转动惯量。收线的加速度不宜太大,因此收线速度的设定采用PID运算。同时收线盘应采用高速动平衡盘。
驱动器类型:  MM440,7.5KW
MM440设定:P700=5
P731=52.3(驱动风机)
P1000=5
P2009=1
P2010=6
P2011=0
2. 线径控制
由于排线速度需根据线径自动跟踪收线速度(U=K * ω * D)。
其中U:排线速度,K:修正系数,ω:收线速度,D:线径。所以排线电机驱动器的设定由以下两个因素决定。
· 收线速度通过旋转编码器测定,其信号通过S7-226的10.6和10.7送入PLC (高速计数器4),PLC编程采用定时中断,在单位时间内测量高速计数器的计数值即为收线速度。
· 线径设定通过TP-070设定,并送入PLC。
PLC将上述两个参数相乘并乘以相应的修正系数(根据机械变速比决定),即为排线速度,通过USS4协议送入MM440。
需要注意的是,由于排线电机在使用过程中需要高速换向,因此当收到换向信号时,电机需要高速的降速和升速过程,MM440需外接制动电阻。
排线驱动器类型:MM440,0.75KW
MM440设定:P700=5
P731=52.3(驱动风机)
P1000=5
P1120=3
P1121=3
P1234=
P1235=
P1237=
P2009=1
P2010=6
P2011=1
3. 放线张力控制
在整条生产线上,收线电机决定线速度,而张力则是由放线电机决定,由于较高的张力要求,放线需采用主动工作方式。
· 当复绕不锈钢管时采用速度方式,P1000=2,速度给定由跳舞轮电位器送入PID 板,经过PID运算由MM440模拟量输入1#口输入。其张力的大小由舞蹈轮的配重决定。
· 当复绕钢丝,铝包钢丝,铝合金丝时采用张力方式,P1000=5,速度给定由USS4协议设定一个反向速度,当钢丝拉紧以后,速度环饱和,根据线速度和放线焦速度即可以确定放线盘半径,根据工艺张力要求,通过设定电机电流比率(P0640)即可以控制张力。
由于在张力方式时放线电机处于发电状态,因此驱动器必须外接制动电阻,制动电阻必须具有足够的制动电流和功率。
放线驱动器类型:MM440,7.5KW
MM440设定:P700=5
P0640=150(速度方式)或根据工艺设定(张力方式)
P731=52.3(驱动风机)
P1000=2或5(根据速度和张力的方式切换由USS4写入MM440)
P1237=5
P2009=1
P2010=6
P2011=2

4. 计米和线速度系统
计米和线速度传感器采用旋转编码器,由S7-226的10.1和10.2端(高速计数器0)送入PLC。统计数据值乘以修正系数(由计米轮径和编码器线数决定)即为计米值。单位时间内高速计数器的计数值即为全线速度。计米值和全线速度通过TP-070显示。
四调试过程中的一些需特别注意的问题
1. 变频电机的连接电缆必须采用屏蔽电缆,并且必须双端接地!在现场调试时,单端接地甚至干扰PLC与笔记本计算机的通讯。
2. 变频器与PLC的接地

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