Белов М.П. - Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов (1249706), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Система управления ножницами с катящимся ревом Ножницы с катящимся резом служат для обрезки концов и поперечного резания на мерные длины листов, поступающих от клети толсголистового прокатного стана. Механизм катящегося реза ножниц работает следующим образом. Подвижный суппорт 1 (рис. 4.56) ножниц с верхним ножом 2, имеющим дугообразную режущую кромку, совершает качательное движение с помощью коромысла 3 и эксцентрикового вала 4, приводимого в движение через суммирующий редуктор 5 от двух асинхронных двигателей бе коротко- замкнутым ротором мощностью по 400 кВт. Нижний нож 9 закреплен на станине.
Для контроля углового положения эксцентрика предусмотрен импульсный датчик К Эксцентриковый вал Рис. 4.5б поворачивается при резании на угол примерно 200' «вперед» из одного исходного положения в другое, а затем обратно для следующего резания после подачи листа на рез. Для фиксации эксцентрикового вала в исходных положениях предусмотрена установка электромагнитных тормозов 7.
Управление электроприводом механизма резания осуществляется от двух комплектных частотно-регулируемых преобразователей АВ1 и АВ2 Япточеп Маз!ег Рг!чез фирмы «Яетепа» (рис. 4.57). Электропривод обеспечивает: выравнивание моментов с точностью 10 % при синхронной работе двух двигателей М! и М2 по схеме электроприводов «ведущий — ведомый», связанных по сети Япю!шй волоконно-оптическим кабелем; позиционное регулирование с установкой вала эксцентрика переменно в первое или второе исходное наложение при каждом резе (реализуется с помощью стандартной программы для технологического модуля ТЗОО); в качестве реперной метки начала отсчета координаты используется нулевой импульс датчика ВК в крайнем нижнем положении эксцентрика; управление тормозными электромагнитами для фиксации суппорта ножниц в исходном положении (реле 1КУ и 2КУ).
Генераторное торможение двигателей осуществляется с рекуперацией энергии в сеть переменного тока. При этом закрывается трехфазный выпрямительный мост с тиристорами, работаю- Сиги«ам датчиков Рис. 4.57 303 щими в режиме ключей, и открывается инверторный мост с автотрансформатором, повышающим напряжение от ЭДС двигателя на 20% для компенсации потерь в цепи при рекуперации энергии. Ведущий электропривод АВ1 получает задание по сети РгойЬцзПР от контроллера АП участка ножниц 81МАТ!С 87-400, причем задание формируется в программе по сигналу пульта оператора АР с учетом разрешающих сигналов блокировок: при зажатом положении верхней и нижней кассет с ножами и наличии давления масла в редукторе привода (сигналы реле давления и электроконтактного манометра); при остановленных рольгангах у ножниц; при нахождении тележки уборки обрези под ножницами (сигнал датчика исходного положения тележки).
Пульт оператора имеет модули расширения (удаленного ввода-вывода) контроллера и связан с ним по сети РгобЬиз-ПР. 4.6.3. Система управления летучими ножницами Летучие ножницы, предназначенные для резания движущегося проката (полос, заготовок), имеют рабочий орган, выполненный в виде двух барабанов или рычажных механизмов, снабженных синхронно вращающимися ножами (см. рис. 4.54). Электропривод летучих ножниц, как правило, выполняется позиционным с отработкой рассогласования положения ножей и требуемого положения реза на прокате за период вращения ножей с обеспечением условия согласования горизонтальной составляющей скорости ножей и линейной скорости проката.
Схема позиционного электропривода постоянного тока с аналоговыми регуляторами тока, скоросДС2 + ти в блоке БУС и цифровым 1 регулятором положения РП с аналоговым выходом приведена на рис. 4.58. При позиционировании ножей летучих ножниц используются варианты алгоритмов управления, осуществляющих оптимизацию по условиям мим вус Рп нимизации динамических моментов, тепловых потерь в двигателе, времени отработки рас- ДП согласования или времени работы с заданными динамическими моментами.
Рис. 4.58 304 Соответствующие законы управления электроприводом, приведенные ниже, формируются в зависимости от следующих параметров объекта управления: 1 — текущего значения длины проката от начала отсчета; Е' — заданного значения мерной длины проката; А, — длины окружности вращения ножей с радиусом Я; и — линейной скорости проката; 1 — передаточного числа редуктора привода; <р — текущего углового положения исполнительного органа (ножей); р« — угла начала резания, определяемого высотой сечения проката; ез, е — текущих значений соответственно угловой скорости и ускорения исполнительного органа;а, — «синхронного» значения угловой скорости ножей (при равенстве окружных скоростей ножей и проката); У вЂ” суммарного момента инерции на валу привода; М вЂ” момента электродвигателя. Позиционный электропривод при постоянном ускорении (замедленни) е = совз$.
Отработка рассогласования между положением исполнительного органа и заданной точкой встречи с прокатом, определяемой мерной длиной А, начинается при у > <р0 и происходит по треугольному или трапецеидальному графику с остановкой, определяемой средним значением скорости 2и(я — (р«) ~«р где Л = А' — 2Я з!ну — путь, проходимый прокатом за время свободного вращения исполнительного органа. Варианты отработки рассогласования приведены на рис.
4.59. В зоне контакта с прокатом -«а« ... 0 ... +~р«задание скорости должно меняться по закону ю, = )ю,/соз ц, где )г = 1 ... 1,1 коэффициент обгона, определяемый динамическим падением скорости при нагрузке. До момента контакта с прокатом производится разгон привода до скорости ю = )га0/созд,, после выхода из зоны контакта с про- Рис. 4.59 305 Рис. 4.60 о еЕ О) = — — — + Я 2о (4.86) Позиционный электропривод с регулируемым ускорением (замедлением) е = ДА). Отработка рассогласования осуществляется по треугольному графику при задании (4.87) где Е = Ь' — 2лз)п(р.
Максимальное ускорение (замедление) 2 2Я' (я — <ро) обеспечивает получение мерной длины (4.88) А' = А „+2Яз(про, (4.89) где С = 4й,п — <ро). Рис. 4.61 306 катом начинается отработка рассогласования для следующей заданной мерной длины (рис.
4.60). Позиционный электропривод прн е = сопз1 и минимальном изменении скорости в процессе отработки рассогласования. По этому условию скорость задается следующим образом (отработка по трапецеидальному графику, рис. 4.61): Рнс. 4.62 В этом варианте возможно дополнительно снижать нагрузки при отработке рассогласования (рис. 4.62).
Позиционный электропрнвод с оптимизацией по мнннмому тепловых потерь в двигателе. В этом случае применяют методы классического вариационного исчисления при минимизации функционала Е/и Д= ~ е(г)ол о (4.90) Оптимальное ускорение описывается линейной зависимостью (4.91) еопт = а1 + 2а21, а оптимальная скорость отработки рассогласования ао- = ао + а ~ + аФ (4.92) 4.6.4. Система управления барабанными ножницами для поперечного резания картона Барабанные ножницы для поперечного резания картона предназначены для работы в составе непрерывной линии по производству картона. рассмотрим линию производства трехслойного гофрокартона (рис. 4.63).
Технологический процесс начинается с подачи верхнего и среднего слоев картона с раскатов 1 в гофрирующий пресс 2. Клеенаносящий вал гофрпресса осуществляет склеивание среднего гофрированного слоя с верхним. Нижний слой картона подается по направляющим валикам к клеенаносящему валу 3, где приклеи- 307 где коэффициенты а„а, и а, определяются из граничных условий скорости и пути отработки рассогласования. Оптимальное управление редко используют из-за относительной сложности реализации и значительных динамических нагрузок. вается к среднему слою.
На сушильном столе 4 склеенное полотно сушится, после чего поступает на станок поперечного резания (СПР) 7, где осуществляется его подвод к ножевым валам станка и резание на заданные форматы. Ножевые валы СПР функционируют по принципу летучих ножниц.
Отрезанные листы гофрокартона попадают на приемное устройство 8. Скорость современных непрерывно-поточных гофролиний достигает 300 ... 400 м/мин. Диапазон изменения формата отрезаемых листов обычно составляет 1: 5, а отклонение отрезаемого формата от заданного не должно превышать +1 мм.
Пределы задания и точность резания потребительских форматов определяются динамическими характеристиками системы управления электроприводом ножевых валов СПР и особенностями механической конструкции станка. На рис. 4.63 приведен пример реализации системы автоматического управления линией гофрокартона на базе комплектных злектроприводов переменного тока и компьютерных средств автоматизации фирмы «М!пшЬ!зЬ! Е!есгпс».
Комплектные электроприводы секций состоят из преобразователей частоты !)7,! ... !)75 М!!зиЬ!зЬ! ГК-А 540 и асинхронных электродвигателей М ! ... М5 с импульсными датчиками скорости (энкодерами). Алгоритмы управления процессом резания и скоростями электроприводов реализуются на программируемом контроллере 10 М!!зиЬ!зЬ! А2БН. Для обеспечения работы системы автоматического управления электроприводом ножевых валов СПР на измерительном колесе, расположенном после сушильного стола, установлен датчик координаты и скорости полотна 5, а на оси одного из ножевых валов установлен датчик координаты и скорости ножа б. Человеко-машинный интерфейс системы управления представлен постом оператора 9 М!гацЬ!зЬ! МАС-Е700, на котором осуществляются задания скорости линии, опережения приводов линии относительно сушильной секции, форматов отрезанных листов, а также индикация скоростей и нагрузок приводов линии, фактического формата отрезанного листа, количества листов, попавших в допустимый диапазон ошибки резания, и не попавших при заданном формате, индикация рабочих режимов и состояния механизмов линии, отображение аварийных сообщений.
Для связи между программируемым контроллером, электро- приводами и постом оператора используется промышленная сеть СС-! !пк. Программирование системы, настройка и визуализация переходных процессов при регулировании технологических переменных в процессе резания полотна картона осуществляются с пульта инженера 11, представляющего собой портативный компьютер со специализированным программным обеспечением. 309 Система управления гофролинией (рис. 4.64) включает в себя систему последовательного ведения приводов линии по скорости и систему управления СПР.
На рис. 4.64 приняты следующие обозначения: 1 — гофрпресс; 2 — клеенаносящий вал; 3 — сушильный стол; 4 — измеритель полотна; 5 — ножевые валы; 6 — приемное устройство. Система последовательного ведения предназначена для автоматического согласования скоростей регулируемых приводов линии в процессе технологических изменений рабочей скорости и в режимах пуска и останова линии. Задание скорости линии осуществляется в блоке БЗ заданием скорости ведущего привода сушильного стола 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
