用于軋鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于軋鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，包括：運(yùn)動(dòng)控制單元、電氣傳動(dòng)單元、操作單元和伺服電機(jī)單元，所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述電氣傳動(dòng)單元電連接，所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述操作單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊連接，所述電氣傳動(dòng)單元與所述伺服電機(jī)單元電連接；所述伺服電機(jī)單元包括：采用伺服控制的交流電機(jī)和編碼器模塊，所述編碼器模塊與所述交流電機(jī)電連接；所述電氣傳動(dòng)單元包括：具有回饋功能的電源模塊和電機(jī)模塊，所述電源模塊與所述電機(jī)模塊電連接；所述電機(jī)模塊分別與所述編碼器模塊、所述交流電機(jī)電連接。本實(shí)用新型的用于軋鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，具有維護(hù)工作量小，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
用于軋鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及飛剪技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)企業(yè)的管理技術(shù)與控制技術(shù)的發(fā)展，鋼廠中對(duì)乳件產(chǎn)品的質(zhì)量、控制的精度、系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。為此針對(duì)飛剪工藝性強(qiáng)、參數(shù)相關(guān)關(guān)系復(fù)雜、系統(tǒng)要求響應(yīng)快等特點(diǎn)，需研發(fā)一種新型飛剪控制系統(tǒng)。
[0003]飛剪是乳鋼生產(chǎn)線中保證正常生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一。目前國(guó)內(nèi)飛剪電氣控制系統(tǒng)由PLC、高速計(jì)數(shù)模塊、工藝控制板以及直流傳動(dòng)裝置組成。系統(tǒng)所涉及的自動(dòng)化控制設(shè)備多，設(shè)備之間大多通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接。維護(hù)現(xiàn)有設(shè)備所需的工作量較大，并且耗費(fèi)的能源較大；此外，由于計(jì)算量和數(shù)據(jù)交換量大，通訊速度以及個(gè)別設(shè)備的運(yùn)算速度對(duì)系統(tǒng)的快速性影響比較大，時(shí)常造成定位精度不高，剪切長(zhǎng)度誤差較大、容易出現(xiàn)誤動(dòng)作等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，具有維護(hù)工作量小，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，包括:運(yùn)動(dòng)控制單元、電氣傳動(dòng)單元、操作單元和伺服電機(jī)單元，所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述電氣傳動(dòng)單元電連接，所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述操作單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊連接，所述電氣傳動(dòng)單元與所述伺服電機(jī)單元電連接;所述伺服電機(jī)單元包括:采用伺服控制的交流電機(jī)和編碼器模塊，所述編碼器模塊與所述交流電機(jī)電連接;所述電氣傳動(dòng)單元包括:電源模塊和電機(jī)模塊，所述電源模塊與所述電機(jī)模塊電連接;所述電機(jī)模塊分別與所述編碼器模塊、所述交流電機(jī)電連接。
[0007]進(jìn)一步:所述運(yùn)動(dòng)控制單元采用運(yùn)動(dòng)控制器SBTOT1N D0
[0008]進(jìn)一步:所述操作單元為工控機(jī)。
[0009]進(jìn)一步:所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述電氣傳動(dòng)單元通過(guò)Driver-CLiQ電纜電連接。
[0010]進(jìn)一步:所述編碼器模塊采用編碼器SMC30。
[0011 ]進(jìn)一步:所述編碼器模塊與所述電機(jī)模塊通過(guò)Driver-CLiQ電纜電連接。
[0012]進(jìn)一步:所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述操作單元通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)建立通訊連接。
[0013]進(jìn)一步，還包括:報(bào)警單元，所述報(bào)警單元分別與所述運(yùn)動(dòng)控制單元、所述操作單元電連接。
[0014]進(jìn)一步，所述報(bào)警單元包括:報(bào)警芯片、指示燈和蜂鳴器，所述報(bào)警芯片分別與所述運(yùn)動(dòng)控制單元、所述操作單元、所述指示燈、所述蜂鳴器電連接。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本實(shí)用新型的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置通過(guò)使用采用伺服控制的交流電機(jī)，與現(xiàn)有技術(shù)中的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛剪相比，具有維護(hù)工作量小，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
[0017]2、本實(shí)用新型的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善、控制系統(tǒng)可靠、能滿足多種乳件工藝要求，提高了飛剪的實(shí)時(shí)性、控制精度、穩(wěn)定性和快速性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的一實(shí)施例的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的一實(shí)施例的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0020]圖3是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置。如圖1和2所示，分別為本實(shí)用新型的一實(shí)施例的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一和二。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置包括:運(yùn)動(dòng)控制單元1、電氣傳動(dòng)單元2、操作單元3和伺服電機(jī)單元4。運(yùn)動(dòng)控制單元I與電氣傳動(dòng)單元2電連接。運(yùn)動(dòng)控制單元I與操作單元3通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊連接。電氣傳動(dòng)單元2與伺服電機(jī)單元4電連接。
[0023]其中，電氣傳動(dòng)單元2包括:電源模塊201和電機(jī)模塊202。電源模塊201與電機(jī)模塊202電連接。該電源模塊201為具有回饋功能的智能電源模塊(例如，西門(mén)子公司生產(chǎn)的智能電源模塊SINAMICS S120智能電源模塊SLM 500kW)，電氣傳動(dòng)單元2采用變頻控制方式，通過(guò)電源模塊201將三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電源，再通過(guò)電機(jī)模塊202將直流電源轉(zhuǎn)化為頻率可變的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)單元4。電氣傳動(dòng)單元2接收和執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制單元I的指令和運(yùn)算，并將實(shí)時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)反饋給運(yùn)動(dòng)控制單元I。
[0024]伺服電機(jī)單元4包括:采用伺服控制的交流電機(jī)401和編碼器模塊402。編碼器模塊402與交流電機(jī)401電連接。該采用伺服控制的交流電機(jī)401可以通過(guò)西門(mén)子公司的SINAMICS S120變頻器提供伺服控制功能。電源模塊201可將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量回饋到電網(wǎng)，節(jié)省電能。編碼器模塊402與電機(jī)模塊202電連接。電機(jī)模塊202與交流電機(jī)401電連接。該伺服電機(jī)單元4作為執(zhí)行器，通過(guò)帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)乳件進(jìn)行剪切。
[0025]優(yōu)選的，交流電機(jī)401的數(shù)量為I臺(tái)，驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)401的電機(jī)模塊202的數(shù)量為I臺(tái)，電源模塊201的數(shù)量為I臺(tái)。
[0026]本實(shí)用新型的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置通過(guò)使用采用伺服控制的交流電機(jī)401，與現(xiàn)有技術(shù)中的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛剪相比，具有維護(hù)工作量小，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
[0027]飛剪的過(guò)程，可將乳件的運(yùn)動(dòng)看作是一個(gè)主軸，飛剪的轉(zhuǎn)動(dòng)看作跟隨主軸運(yùn)動(dòng)的從軸，從軸的運(yùn)動(dòng)需要根據(jù)主軸的位置與速度做同步動(dòng)作，所以對(duì)飛剪的位置、速度、加速度和電流都需要嚴(yán)格控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)節(jié)奏。運(yùn)動(dòng)控制單元I是用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的核心部分，優(yōu)選的，該運(yùn)動(dòng)控制單元I采用運(yùn)動(dòng)控制器SMOT1N D(例如SnroT1N D425)，運(yùn)動(dòng)控制器Sn1T1N D為西門(mén)子公司生產(chǎn)。運(yùn)動(dòng)控制器Sn1T1N D可寫(xiě)入運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)程序，以完成運(yùn)動(dòng)關(guān)系數(shù)學(xué)模型的建立和運(yùn)算、伺服電機(jī)的位置環(huán)、速度環(huán)和電流的閉環(huán)控制。具體的，主軸產(chǎn)生的控制量(包括位置、速度、加速度等)經(jīng)過(guò)同步處理后，將給定值賦給從軸，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，通過(guò)電子凸輪功能可計(jì)算主軸與從軸的線性速度關(guān)系，實(shí)現(xiàn)主軸與從軸的非線性傳遞函數(shù)功能。運(yùn)動(dòng)控制器SMOT1N D具有高速的運(yùn)算速度。
[0028]運(yùn)動(dòng)控制單元I與電氣傳動(dòng)單元2通過(guò)Driver-CLiQ電纜電連接，使運(yùn)動(dòng)控制單元I和電氣傳動(dòng)單元2建立通訊，將實(shí)時(shí)的狀態(tài)信息傳給運(yùn)動(dòng)控制單元I。具體的，該運(yùn)動(dòng)控制單元I分別與電源模塊201、電機(jī)模塊202通過(guò)Driver-CLiQ電纜電連接。該Driver-CLiQ電纜也為西門(mén)子公司生產(chǎn)，具有快速穩(wěn)定的特點(diǎn)。通過(guò)采用上述的運(yùn)動(dòng)控制器SIM0T10N D和Driver-CLiQ電纜縮短運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的掃描周期，提高了裝置的實(shí)時(shí)性和快速性，并且保證了控制精度。
[0029]優(yōu)選的，運(yùn)動(dòng)控制單元I與操作單元3通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)5建立通訊連接。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)5分別與運(yùn)動(dòng)控制單元1、操作單元3電連接。該工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)5采用Profinet標(biāo)準(zhǔn)。該工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)5預(yù)留備用工業(yè)以太網(wǎng)接口，方便其他PLC、二級(jí)管理系統(tǒng)接入本裝置，提升本裝置通訊擴(kuò)展能力。
[0030]優(yōu)選的，操作單元3為工控機(jī)。操作單元3將操作指令傳到運(yùn)動(dòng)控制單元I，并從運(yùn)動(dòng)控制單元I中得到本裝置的運(yùn)行狀態(tài)，反饋給操作人員，為日后的維護(hù)升級(jí)提供依據(jù)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù);工藝人員可根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)調(diào)整工藝參數(shù)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率；同時(shí)顯示的數(shù)據(jù)也可以為維護(hù)提供一些依據(jù)。
[0031]編碼器模塊402采用編碼器SMC30。該編碼器SMC30為增量型編碼器，可接入增量型編碼器信號(hào)。編碼器模塊402與電機(jī)模塊202通過(guò)Driver-CLiQ電纜電連接。伺服電機(jī)單元4的交流電機(jī)401的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度可通過(guò)將增量型編碼器信號(hào)傳入編碼器模塊402中，編碼器模塊402再通過(guò)Drive-CLiQ電纜與電機(jī)模塊202進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，保證位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的控制精度。
[0032]在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，該用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置還包括:報(bào)警單元6。如圖3所示，為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。報(bào)警單元6分別與運(yùn)動(dòng)控制單元1、操作單元3電連接。該報(bào)警單元6包括:報(bào)警芯片601、指示燈602和蜂鳴器603。報(bào)警芯片601分別與運(yùn)動(dòng)控制單元1、操作單元3、指示燈602、蜂鳴器603電連接。當(dāng)報(bào)警單元6檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)控制單元I出現(xiàn)異常時(shí)，報(bào)警單元6向操作單元3發(fā)出報(bào)警、停止、急停等指令，同時(shí)可通過(guò)蜂鳴器603發(fā)出蜂鳴聲，以及通過(guò)指示燈602閃爍，提示工作人員該裝置出現(xiàn)了故障。
[0033]本實(shí)用新型的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置對(duì)于飛剪的運(yùn)行控制共有兩種模式:手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行。在任何剪切動(dòng)作以前，首先進(jìn)行零點(diǎn)的標(biāo)定。每種模式都包含切頭、切尾、切固定尺寸和碎斷功能。其中，手動(dòng)運(yùn)行模式:在操作單元3上選擇手動(dòng)運(yùn)行模式后，通過(guò)操作畫(huà)面可選擇切頭、切尾、固定尺寸和碎斷功能及相關(guān)長(zhǎng)度;操作按鈕有啟動(dòng)、停止和急停。自動(dòng)運(yùn)行模式:在操作單元3上選擇自動(dòng)運(yùn)行模式后，通過(guò)操作畫(huà)面可選擇切頭、切尾、固定尺寸和碎斷功能及相關(guān)長(zhǎng)度；當(dāng)滿足切頭、切尾、固定尺寸和碎斷調(diào)試時(shí)自動(dòng)觸發(fā)動(dòng)作。
[0034]本實(shí)用新型的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置還具有自動(dòng)修正功能，即在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)工藝要求，對(duì)乳件剪切長(zhǎng)度進(jìn)行在線調(diào)整，而不需要停機(jī)。
[0035]綜上所述，本實(shí)用新型的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善、控制系統(tǒng)可靠、能滿足多種乳件工藝要求，提高了飛剪的實(shí)時(shí)性、控制精度、穩(wěn)定性和快速性。
[0036]以上對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于，包括:運(yùn)動(dòng)控制單元、電氣傳動(dòng)單元、操作單元和伺服電機(jī)單元，所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述電氣傳動(dòng)單元電連接，所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述操作單元通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊連接，所述電氣傳動(dòng)單元與所述伺服電機(jī)單元電連接； 所述伺服電機(jī)單元包括:采用伺服控制的交流電機(jī)和編碼器模塊，所述編碼器模塊與所述交流電機(jī)電連接； 所述電氣傳動(dòng)單元包括:電源模塊和電機(jī)模塊，所述電源模塊與所述電機(jī)模塊電連接； 所述電機(jī)模塊分別與所述編碼器模塊、所述交流電機(jī)電連接。2.如權(quán)利要求1所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)控制單元采用運(yùn)動(dòng)控制器S頂OT1N D03.如權(quán)利要求1所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于:所述操作單元為工控機(jī)。4.如權(quán)利要求1所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述電氣傳動(dòng)單元通過(guò)Dri ver-CLiQ電纜電連接。5.如權(quán)利要求1所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于:所述編碼器模塊采用編碼器SMC30。6.如權(quán)利要求1所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于:所述編碼器模塊與所述電機(jī)模塊通過(guò)Dr iver-CL i Q電纜電連接。7.如權(quán)利要求1所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于:所述運(yùn)動(dòng)控制單元與所述操作單元通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)建立通訊連接。8.如權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于，還包括:報(bào)警單元，所述報(bào)警單元分別與所述運(yùn)動(dòng)控制單元、所述操作單元電連接。9.如權(quán)利要求8所述的用于乳鋼生產(chǎn)線中飛剪的電氣控制裝置，其特征在于，所述報(bào)警單元包括:報(bào)警芯片、指示燈和蜂鳴器，所述報(bào)警芯片分別與所述運(yùn)動(dòng)控制單元、所述操作單元、所述指示燈、所述蜂鳴器電連接。
【文檔編號(hào)】B23D25/02GK205519889SQ201620284338
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】王瀟, 崔健, 王樹(shù)松, 楊庚
【申請(qǐng)人】北京佰能盈天科技有限公司