一種交流伺服驅動的鑄鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及水平連鑄機控制技術領域，具體公開一種交流伺服驅動的鑄鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器與PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng)，所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機，該交流伺服電機上連接減速機和拉坯輥；所述交流伺服電機與PLC控制器之間通過光電編碼器連接；所述光電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連接，所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。本實用新型的優(yōu)點是，驅動伺服電機131072P/圈脈沖，系統(tǒng)定位精度高，實現拉坯步距均勻(每次拉坯的長度一致)控制，提高了拉坯的質量和型材的成型率。拉程與反推量控制精度誤差不超過0.1mm，暫停時間控制在0.1s以內。
【專利說明】
一種交流伺服驅動的鑄鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本實用新型涉及水平連鑄機控制技術領域，特別是指一種交流伺服驅動的鑄鐵型 材水平連鑄機控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 鑄鐵水平連鑄的驅動系統(tǒng)和拉坯參數的控制精度是確保鑄鐵水平連鑄作業(yè)的進 一步高效化和拉坯質量的關鍵因素，拉坯質量取決于鑄坯速度相關的參數(拉、推程量，中 停時間和拉坯頻率等）的控制，這些控制要求設備能夠準確地執(zhí)行工藝設計的牽引動作，易 于調節(jié)牽引過程中適應各階段拉坯工藝的工藝參數，特別是牽引動作的再現性和多輥伺服 驅動的同步性。
[0003] 目前，在我國內的實現水平連鑄機拉坯控制主要采用的是液壓伺服或直流伺服控 制系統(tǒng)，這類系統(tǒng)存在著控制精度不高(拉、推程量），致使每次的拉、推程量不一致(步距不 均），影響拉坯質量，或導致質密度下降，甚至可能產生"拉漏"的事故。
[0004]因此采用大扭矩高精度驅動系統(tǒng)和優(yōu)化的控制系統(tǒng)是實現高質量拉坯控制的必 要條件，交流變頻伺服控制系統(tǒng)是鑄鐵型材水平連鑄機控制的理想設備，提高了系統(tǒng)的控 制精度和可靠性，既克服了液壓伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和同步性差、難于維護的缺點，又避免 了直流伺服控制系統(tǒng)整流電路復雜、直流電機機械整流子易磨損的不足。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的是提供一種交流伺服驅動的鑄鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)，其 在于提供大功率交流伺服水平連鑄機系統(tǒng)。滿足水平連鑄伺服驅動系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性品 質要求:實現連鑄機控制的快速跟蹤性和準確定位，特別多輥電機的同步控制。
[0006] 為了實現上述目的，本實用新型采用了以下的技術方案:一種交流伺服驅動的鑄 鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器與PLC控制器連接的交流伺服系 統(tǒng)，所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機，該交流伺服電機上連接減速機和拉坯輥;所 述交流伺服電機與PLC控制器之間通過光電編碼器連接;所述光電編碼器與所述交流伺服 系統(tǒng)連接，所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。
[0007] 本實用新型的有益效果在于:采用上述系統(tǒng)后，驅動伺服電機131072P/圈脈沖，系 統(tǒng)定位精度高，實現拉坯步距均勻(每次拉坯的長度一致)控制，提高了拉坯的質量和型材 的成型率。拉程與反推量控制精度誤差不超過0.1mm，暫停時間控制在0.1 s以內。
[0008] 系統(tǒng)有HMI觸摸屏、PLC控制器和交流伺服控制系統(tǒng)組成，其中PLC負責進行相關工 藝控制和邏輯控制;采集連鑄機關鍵點溫度與拉坯材質、棒徑推算出優(yōu)化的拉拔參數，生成 伺服驅動脈沖序列，控制交流伺服系統(tǒng)按工藝要求進行間歇運動，由于伺服系統(tǒng)工作于位 置模式，保證了拉坯輥定長運行，即拉程量相等。
[0009] 交流變頻伺服控制系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性，既克服了液壓伺服控制 系統(tǒng)穩(wěn)定性和同步性差、難于維護的缺點，又避免了直流伺服控制系統(tǒng)整流電路復雜、直流 電機機械整流子易磨損的不足。
【附圖說明】
[0010] 為了更清楚地說明本實用新型實施例技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型為了更清楚地 說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對-實施例或現有技術描述中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011] 圖1為水平連鑄機交流伺服控制方案框圖；
[0012] 圖2為水平連鑄機拉坯控制方式示意圖；
[0013] 圖3為ΡΤ0/Ρ麗發(fā)生器的多段管線實現伺服電機升降頻與恒速運行曲線圖；
[0014] 圖4為伺服控制器主接觸器智能控制框圖。
[0015] 其中，圖2中T1-T3為拉拔時間及速度曲線，T4為停歇時間，T5為反推時間，T6為反 推停歇時間。
【具體實施方式】
[0016] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]如圖1所示的一種交流伺服驅動的鑄鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)，其特征在于，包 括PLC控制器與PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng)，所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機， 該交流伺服電機上連接減速機和拉坯輥;所述交流伺服電機與PLC控制器之間通過光電編 碼器連接;所述光電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連接，所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。 [00 18]如圖2所不，拉還控制方式將一個拉還周期最大劃分為6個部分:T1-T3為拉拔時間 及速度曲線，Τ4為停歇時間，Τ5為反推時間，Τ6為反推停歇時間。水平連鑄的拉坯控制關鍵 點在拉拔階段，其Τ1和Τ3時間分別為拉拔輥的加速時間和制動時間，對拉坯質量起關鍵作 用。
[0019] 拉拔工藝實現方法
[0020] 結合圖2的工藝要求，本實用新型采用PLC(西門子S7-200系列）中的PTO/Pmi發(fā)生 器的多段管線功能實現拉坯工藝曲線的控制。將伺服電機的運動劃分為加速、恒速和減速 階段。采用圖3的3段管線圖能夠很好的實現伺服電機運行曲線，T為一個周期的拉拔時間， T1、T3升降頻時間。
[0021] 假定伺服電機每圈的脈沖數為Ν，電機的轉速為V，單位r/m，拉拔時間為t，
[0022] 電機轉動頻率的表達式為：
[0023] f- -X N (1) 60
[0024] 電機在給定時間內的脈沖數為η: V
[0025] - X N xt C.2) 60
[0026] 升降頻段的脈沖數nl:
[0027] m= (Fmax-Fmin)/A F (3)
[0028] 恒頻段的脈沖數為n2:
[0029] n2 = n_2m (4)
[0030] 交流伺服驅動器主電源通過接觸器接通與斷開，正常運行前必須先接通，停止運 行后應該斷開，但在水平連鑄控制系統(tǒng)中尤其是手動運行過程中，即不斷的點動運行時，導 致主接觸器頻繁動作，可能對伺服驅動器造成很大的沖擊，但如果一直接通而不運行，影響 驅動器主回路大電容的壽命。針對這個問題本實用新型提出了主電源接觸器智能延遲控制 算法，很好的解決上述問題：
[0031] 本實用新型的基本思想是：自動運行時主接觸器一直接通，轉成手動運行狀態(tài)時 自動斷開接觸器。手動時第一次操作拉拔或推入按鈕時接通主接觸器，并且開始定時，如果 下次拉拔或推入操作與上次控制間隔時間定時時間，則斷開主接觸器，否則清除定時器當 前的定時時間，主接觸器繼續(xù)接通。其工作流程見圖4所示。
[0032] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種交流伺服驅動的鑄鐵型材水平連鑄機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器與 PLC控制器連接的交流伺服系統(tǒng)，所述交流伺服系統(tǒng)上連接交流伺服電機，該交流伺服電機 上連接減速機和拉坯輥;所述交流伺服電機與PLC控制器之間通過光電編碼器連接;所述光 電編碼器與所述交流伺服系統(tǒng)連接，所述PLC控制器上還連接有觸摸屏。
【文檔編號】G05B19/05GK205679976SQ201620241064
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年3月25日 公開號201620241064.5, CN 201620241064, CN 205679976 U, CN 205679976U, CN-U-205679976, CN201620241064, CN201620241064.5, CN205679976 U, CN205679976U
【發(fā)明人】魏志勇, 李生民
【申請人】邯鄲市恒工冶金機械有限公司