Siemens 6SE6440系列變頻器在電磁線收線機上的應用

上海高威科電氣技術(shù)有限公司    呂一

摘要：本文主要介紹采用德國西門子公司的工控產(chǎn)品：可編程控制器，變頻器，觸摸顯示屏，MPI通訊，Profibus-DP總線完成收線機的電氣控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)放線、收線和排線的平滑控制，實現(xiàn)收線的恒張力控制，并通過顯示屏，方便的讀寫、修改參數(shù)。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；變頻器；MPI通訊；Profibus-DP總線

概述

根據(jù)收線機對電氣控制系統(tǒng)的要求：通過可編程控制器來進行參數(shù)運算和程序控制；所有的參數(shù)通過顯示屏讀取和修改；收線部分是恒張力控制，速度隨放線的速度變化而變化；排線部分跟隨收線的實際角速度做相應的往復運行；張力控制通過收線變頻器來實現(xiàn)，控制模式為力矩控制下的速度限制方式。我們的系統(tǒng)配置如下：

1、  可編程控制器采用西門子公司的S7-300系列程序控制器；

2、  顯示屏采用西門子公司的OP270系列彩色按鍵顯示屏；

3、  放線傳動采用西門子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機；

4、  收線傳動采用西門子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機，反饋采用德國施克的單圈絕對值編碼器；

5、  排線傳動采用西門子公司的6SE6440系列變頻器，電機采用變頻電機，反饋采用德國施克的單圈絕對值編碼器；

6、  可編程控制器和顯示屏間的數(shù)據(jù)傳送采用MPI通訊方式；

7、  可編程控制器和變頻器間的數(shù)據(jù)傳送采用Profibus-DP總線的通訊方式；

8、  通過可編程控制器采集收線的反饋，進行相應的運算后，實現(xiàn)排線和收線的同步；

控制與顯示

本系統(tǒng)采用西門子S7-300可編程控制器進行邏輯運算，并根據(jù)設定的參數(shù)和采樣得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過CPU運算，得到了放線、收線和排線的參考速度，再通過Profibus-DP方式實時地傳送給變頻器。同時，經(jīng)過計算的放線、收線和排線的參考速度及班產(chǎn)量等通過MPI方式實時的傳送給顯示屏。顯示屏不僅用于顯示各個傳動軸的系統(tǒng)參數(shù)及產(chǎn)量等，還可以設定收線的棍子直徑、線徑及棍子的寬度等與控制有關(guān)的計算用數(shù)據(jù)。

控制系統(tǒng)框圖如下：

傳動

1、  放線傳動：

放線傳動是主傳動部分，通過顯示屏設定放線的運行速度，速度值以米每分鐘為單位，控制器通過計算，產(chǎn)生變頻器的給定速度，再通過DP總線把放線的運行速度寫到變頻器中，變頻器根據(jù)設定的速度運行。這部分用變頻器主要為了實現(xiàn)放線的平穩(wěn)性及放線的速度可調(diào)節(jié)。

2、  收線傳動：

收線傳動是從動部分，是受放線的速度控制的。為了保證收線的恒張力控制，用到了變頻器的內(nèi)部收放卷功能。具體的做法是：首先根據(jù)放線的速度、收線的棍徑和線徑，通過程序控制器算出一個收線的參考速度，控制器通過DP總線把收線的參考運行速度寫到變頻器中。收線變頻器采用力矩控制速度限幅的控制模式，這種方式可以保證變頻器不但能按照參考速度運行，還可以根據(jù)實際的負載力矩進行速度的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)收線的恒張力控制。

3、  排線傳動：

排線傳動也是從動部分，是受收線的角速度控制的，和線的線速度沒有關(guān)系。通過安裝在收線電機后的編碼器，程序控制器采集到了收線棍運行的角速度，控制器把收線的角速度換算成排線的實際運行速度，通過DP總線把排線的運行速度寫到變頻器中，排線變頻器根據(jù)這個速度作往復運行，換向靠兩邊的開關(guān)來實現(xiàn)。排線電機的編碼器主要為了實現(xiàn)控制排線的平滑性。

結(jié)束語

采用西門子6SE6440系列變頻器，很好的解決了收線機的收線恒張力控制和平滑排線功能，系統(tǒng)的傳動性能穩(wěn)定。如今，該樣機已經(jīng)得到了最終用戶的認可，并實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，機械在國內(nèi)外都有很好的銷售業(yè)績。

 

 

 

 

 

參考文獻

1、  SIEMENS STEP7 V5.4 編程手冊，2009年3月

2、  SIEMENS MICROMASTER 440 手冊，2009年7月

3、  SIEMENS WinCC flexible 手冊，2009年5月

4、  SIEMENS PROFIBUS-PA 應用技術(shù)手冊，2009年1月

5、  鋼簾線收線機的張力控制，金屬制品出版 2010年1月