Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Модернізована система управління станом тонкого волочіння створюється в суворій відповідності з технічним завданням і з використанням сучасних апаратних і програмних засобів.

В якості керуючого пристрою використовуються різні програмовані логічний контролери (ПЛК), наприклад, серії FX1N (FX2N), в якості електроприводів - перетворювачі частоти серії FR-A500, сервоприводи серії MR-J2S виробництва компанії Mitsubishi Electric (Японія) або аналоги на Siemens.

Структура системи управління верстатом тонкого волочіння

Призначення ПЛК:

  • зв'язок з системою верхнього рівня по мережі Ethernet;
  • зв'язок з елементами електроавтоматики (датчики, реле, кнопки і т.п.) через вхідні і вихідні модулі;
  • видача керуючих впливів на виконавчі механізми відповідно до програми, що відбиває заданий алгоритм управління станом;
  • моделювання технологічного процесу з можливістю гнучкої зміни його параметрів;
  • передача заданих параметрів стану технологічного процесу і елементів системи управління на панель оператора і в систему верхнього рівня;
  • оперативне відпрацювання аварійних ситуацій.

Призначення панелі оператора

Панель оператора з тактильним кольоровим екраном служить для візуального відображення параметрів техпроцесу, діагностичних, аварійних повідомлень і введення заданих параметрів техпроцесу. Все що вводяться і відображаються на панелі оператора параметри позначені у вимогах ТЗ і можуть бути доповнені на вимогу Замовника.

Метод управління системою підтримки постійного натягу.

Якість намотування дроту на котушку визначається її оптимальним натягуванням і якісної укладанням. Сила натягу визначається вагою вантажу, встановленим на важіль балерини. Оптимальне натяг забезпечується відповідним положенням балерини і вагою вантажу. Положення балерини досить точно контролюється датчиком положення.

Метод управління реалізується аналогічно існуючому, використовуючи подвійне призначення балерини: як механізму натягу, так і демпфера.

З огляду на, що балерина ефективно здійснює натяг дроту, досить забезпечити її задане положення зміною швидкості намотування з використанням сигналу від датчика положення балерини. У той же час використання преобразовтеля частоти серії FR-A з двигуном, обладнання вбудованим енкодером, дозволяє переводити привід намотування в режим регулювання моменту, що може бути необхідна певна режимах роботи стану тонкого волочіння.

Датчик положення балерини формує сигнал зворотного зв'язку по натягу, який надходить в контролер, де на підставі заданого значення натягу і сигналу зворотного зв'язку формується завдання швидкості на привід намотування. Одночасно датчик положення балерини разом з кінцевим вимикачем успокоителя після чистової волоки контролює обрив дроту.

Таким чином, система регулювання натягу являє собою замкнуту систему регулювання швидкості обертання двигуна з ПІД-регулятором швидкості. ПІ-регулювання дозволяє плавно, без перерегулювання (ривків) змінювати швидкість намотування і, відповідно, натяг, забезпечуючи задане положення балерини. Дане рішення дозволяє ефективно регулювати натяг, водночас не ускладнюючи систему управління.

Якість намотування забезпечується існуючим механізмом укладання із застосуванням сервоприводу.

Управління з моменту було б можливо тільки в початковий момент намотування, так як при збільшенні маси котушки за рахунок намотаною дроту момент, який визначається натягом, буде мізерно малий у порівнянні з моментом, необхідним на її обертання.

обладнання, що застосовується

Пропонована система управління реалізується з використанням наступного обладнання:

  • програмований контролер, панель оператора, частотні перетворювачі, сервопривід в комплекті з електродвигуном виробництва фірми Mitsubishi Electric (Японія) або Siemens (Німеччина);
  • електромонтажні вироби виробництва фірми Weidmuller (Німеччина);
  • електродвигун головного приводу асинхронний короткозамкнений виробництва Володимирського електромеханічного заводу потужністю 45 кВт, спеціального виконання з незалежним охолодженням;
  • електродвигун приводу намотування асинхронний короткозамкнений виробництва Володимирського електромеханічного заводу потужністю 4 кВт, спеціального виконання з незалежним охолодженням;
  • комплектний сервопривід змінного струму серії MR-J2S потужністю 400Вт c діапазоном регулювання 1: 10000;
  • частотно-регульовані приводу з векторним керуванням серії FR-A540 для управління електродвигунами головного приводу і приводу намотування;
  • елементи електроавтоматики, включаючи пуско-захисну апаратуру, датчики з необхідними технічними характеристиками згідно.

Модернізація механізму укладання

Механізм укладання застосований існуючий з установкою сервоприводу змінного струму в якості приводу механізму. Вбудований в серводвигун імпульсний датчик кутових переміщень дозволяє використовувати його в якості датчика зворотного зв'язку по положенню і швидкості механізму в системі регулювання приводом укладальника.

Використання в якості приводу механізму укладання сервопривід змінного струму з високими динамічними характеристиками дозволяє синхронізувати його роботу з приводом намотування і сформувати з високою точністю задану швидкість і напрямок обертання, забезпечивши якісну намотування. У порівнянні з існуючою системою реверсу на електромагнітних муфтах використання сервоприводу дозволить скоротити час реверсу на порядок, зберігши плавність регулювання. Використовуваний сервопривід дозволяє з високою точністю регулювати і підтримувати задану швидкість в діапазоні від крокової режиму до прискорених подач.

вимірювані параметри

Система управління дозволяє здійснювати вимірювання і висновок на екран панелі оператора таких параметрів техпроцесу, як швидкість намотування, довжину намотаною дроту, величину ковзання, температури емульсії і ін.

Крім того формує і передає на панель оператора діагностичні сигнали стану обладнання.

Контроль обриву дроту

Контроль обриву дроту здійснюється:

  • кінцевим вимикачем успокоителя після чистової волоки;
  • датчиком стеження за крайнім положенням балерини (абсолютний датчик положення балерини);
  • програмним шляхом при оцінці відхилення швидкості обертання намотують котушки від розрахункового при існуючому діаметрі намотов, оцінці відхилення швидкості обертання мірного ролика і швидкості обертання проміжного ролика між балериною і розкладчики.

Контроль за температурою емульсії у ванній.

Здійснюється датчиком температури, встановленим на виході з ванн. Інформація виводиться на панель оператора.

Візуалізація параметра ковзання дроту на чистовому барабані.

Інформація про величину ковзання дроту на чистовому барабані виводиться на панель оператора і обчислюється програмним шляхом на підставі виміряних значеннях швидкості чистового барабана і мірного ролика.

головний привід

Асинхронний двигун Володимирського заводу потужністю 45 кВт, спеціальне виконання з незалежним охолодженням і максимальною частотою харчування 100 Гц.

Управління здійснюється частотно-регульованим приводом з векторним керуванням серії FR-A540.

привід намотування

Асинхронний двигун Володимирського заводу потужністю 4 кВт, спеціальне виконання з незалежним охолодженням, датчиком зворотного зв'язку і максимальною частотою харчування 100Гц.

Управління здійснюється частотно-регульованим приводом з векторним керуванням серії FR-A540.

привід укладальника

Реалізовано на комплектному СЕРВОПРИВОДИ змінного струму серії MR-J2S потужністю 400Вт c діапазоном регулювання 1: 5000. Потужність обрана для здійснення реверсу з мінімальним часом.

Опис пропонованого програмного забезпечення

VFD-Setup-Software (програмне забезпечення для програмування, моніторингу та діагностики перетворювачів частоти Mitsubishi Electric);

MRZJW3-Setup (програмне забезпечення для програмування, моніторингу та діагностики сервоприводів компанії Mitsubishi Electric);

GT Designer (програмне забезпечення для програмування, моніторингу та діагностики панелей оператора серії GOT компанії Mitsubishi Electric);

GX DEVELOPER (програмне забезпечення для програмування, моніторингу та діагностики програмованих логічних контролерів компанії Mitsubishi Electric);

Melsoft FX TRAINING - Програма навчання програмуванню контролерів FX.

Пропоновані програмні пакети дозволяють в зручній для роботи формі здійснити навчання обслуговуючого персоналу, скофігуріровать систему на базі контролера в будь-якому поєднанні модулів, написати програму, відредагувати її та здійснити її наладку.

Мова програмування повністю відповідає вимогам структурного програмування, відповідаючи IEC 1131.3

Усі пропоновані програмні продукти працюють в середовищі Windows і не вимагають спеціальних програматорів і операційних систем.

Специфікація обладнання (перелік основних комплектуючих) системи управління стану тонкого волочіння

Специфікація обладнання представлена в таблиці:

№

Найменування

Короткий опис

Кількість
1FR-A540-45 K-ECІнвертор, P = 55 кВт

1
2FR-A5CBL 2, 5Кабель, для FR-A 500, 2, 5 m

1
3FR-BAL-B-45 KМережевий дросель, 3-х., 400В, для 45 кВт

1
45A200L4Асинхронний електродвигун, 45кВт, 380В, з вбудованим термодатчиком і незалежною вентиляцією, 1500 об / хв, IM1081, IP54

1
5FR-A540-3, 7 K-ECІнвертор, P = 4, 0 кВт

1
6FR-A5APПлата зворотного зв'язку

1
7FR-A5CBL 2, 5Кабель, для FR-A 500, 2, 5 m

1
8FR-BAL-B-4, 0 KМережевий дросель, 3-х., 400В, для 4, 0 кВт

1
9АІР100L2Асинхронний електродвигун, 5, 5 кВт, 380В, з вбудованим імпульсним енкодером (датчик кута повороту), термодатчиком і незалежною вентиляцією, 3000 об / хв, IM1081, IP54

1
10MR-J2S-40AСервопідсилювач P = 400Вт, S = 0, 9 кВА; 1 x 230 V / 3 x 200 V-230 V, 50/60 Hz

1
11HC-MFS43Серводвигун 400 Вт; Mн = 1, 3 Нм, Mмакс = 3, 8 Нм

1
12MR-JCCBL5M-LКабель енкодерний, для HC-KFS, HC-MFS і HC-PQ-UE, 5 m

1
13MR-J2CN1Роз'єм сигнальний для MR-J2S і MR-C (2 шт.)

1
14MR-PWCNK1Роз'єм силовий для HC-MFS / KFS motors

1
15FX1N-14MT-ESS / ULПЛК, базовий модуль AC 100-240 V; 8 входів DC 24 V; 6 транзисторних виходів

1
16FX2N-16EX-ES / ULМодуль розширення; 16 входів DC 24 V

2
17FX2N-16EYT-ESS / ULМодуль розширення; 16 транзисторних виходів

2
18FX2N-8EX-ES / ULМодуль розширення; 8 входів DC 24 V

1
19FX2N-8ADМодуль аналогових входів; 16 біт; 8 аналогових входів для струму, напруги або термопар

1
20FX2N-2DAМодуль аналогових виходів; 12 біт; 2 аналогових виходів для струму або напруги

1
21COM-ET10-TМодуль комунікаційний Ethernet 10BaseT; RJ45, TCP / IP: ARP, UDP, ICMP

1
22F940GOT-SWD-EГрафічна панель оператора, тактильна; 5.7 "; STN-дисплей 320 × 240 точок; 8 кольорів; IP65; 24VDC

1
23FX-232-CAB-1Кабель підключення F- / A-900GOT до ПК, RS232C, 3м

1
24FX-50DU-CAB0 / ENКабель підключення CPU (MELSEC FX0S / FX0N / FX2N / FX2NC) до панелі оператора; 3м

1
25ПЗАКомплект пускозащитной апаратури (автоматичні вимикачі, магнітні пускачі, реле, світлосигнальна арматура, джерела живлення, клеми прохідні, клеми з запобіжниками для захисту вихідних ланцюгів контролера, кнопкові пости).

1
26датчикиКомплект датчиків (індуктивні датчики, шляхові вимикачі, термосопротивления) пр-ва Balluff і ін.

1
27монтажний комплектЕлектромонтажний комплект (дроти, кабелі, наконечники, кабельні вводи, роз'єми, маркування, наклейки)

1

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Будівництво