一种纵剪分条机的电气控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种纵剪分条机的电气控制系统，所述电气控制系统包括主站PLC、开卷机从站、圆盘剪从站、卷取机从站、废边机从站与刀座从站，主站PLC包括西门子PLC S7200SMART、人机界面与操作盘，它接受来自操作盘和人机界面的指令，并根据这些指令和各个工作站当前的运行状态，对各个工作从站进行协调和控制，完成作业，同时它也将各个工作从站的设备运行状态送到人机界面和操作盘，供操作人员参考。本实用新型采用PLC技术和先进的工艺技术，即能保证很高的性能，又能显著降低了设备成本，可以带来很大的经济效益。
【专利说明】一种纵剪分条机的电气控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气控制领域，具体是一种纵剪分条机的电气控制系统。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的快速发展，作为现代经济和高新技术发展支柱性原材料的铝材需求日益旺盛。这也使得我国铝加工业一直保持着快速发展态势，产量持续增长。
[0003]随着我国铝加工业的迅速发展，我国铝加工装备的科研、设计和制造也得到了很大的发展。经过近十几年的艰苦奋斗，我国铝加工装备的科研、设计、制造已完成了从辅机到主机、从单体设备到整条生产线，从仿制到创新等过程的重大转变。
[0004]高精度纵剪分条机组是一种集机、电、液、气于一体化的机械设备，目前国外进口的设备速度快，但价格非常贵，不适合中小企业。而国内生产的设备速度慢，性能也不好，本实用新型要解决的技术问题是如何采用适当的控制系统，低成本实现高精度纵剪分条机组的电气和自动化控制的问题。本实用新型认为采用西门子PLCS7-200SMART对高精度纵剪分条机组进行控制，结合PLC技术、电机驱动技术、气动技术、人机界面、机械技术、传感器监测技术、网络通信技术等可以设计出一个低成本，高效的自动化系统，是突破生产技术的关键。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种高性能、低成本的纵剪分条机的电气控制系统的控制方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种纵剪分条机的电气控制系统，所述电气控制系统包括主站PLC、开卷机从站、圆盘剪从站、卷取机从站、废边机从站与刀座从站，主站PLC包括西门子PLC S7200 SMART、人机界面与操作盘，它接受来自操作盘和人机界面的指令，并根据这些指令和各个工作站当前的运行状态，对各个工作从站进行协调和控制，完成作业，同时它也将各个工作从站的设备运行状态送到人机界面和操作盘，供操作人员参考；
[0008]开卷机从站完成开卷、校平及开卷机的速度和张力的控制；圆盘剪从站完成圆盘剪的速度控制，并配合开卷机实现带材的张力控制；卷取机从站完成的卷取机的速度控制和张力控制；废边机从站完成的废边机的速度控制；刀座从站完成刀座的精确位置；主站PLC利用USS串口通讯控制变频器从站进行主从站的数据交换进而完成控制工艺要求，人机界面用来监控控制系统的运行情况、系统参数和运行参数设定。
[0009]作为本实用新型进一步的方案:开卷机从站包括西门子6SE70变频器和电机。
[0010]作为本实用新型进一步的方案:圆盘剪从站包括西门子MM440变频器和电机。
[0011]作为本实用新型进一步的方案:卷取机从站包括西门子MM440变频器和电机。
[0012]作为本实用新型进一步的方案:废边机从站包括西门子MM420变频器和电机。
[0013]作为本实用新型进一步的方案:刀座从站包括西门子MM420变频器和电机。
[0014]作为本实用新型进一步的方案:人机界面采用西门子Smart 700触摸屏。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0016]本实用新型采用SIMATIC S7-200 SMART，它是一款高性价比小型PLC产品。结合西门子SINAMICS驱动产品及SIMATIC人机界面产品，可以实现以S7-200 SMART为核心的低成本，高效的自动化系统，可以大大提高系统的运行速度和成品率。由此提高了生产效率。开卷机采用西门子SE70变频器进行速度，张力控制，PLC通过6SE70变频器进行间接张力控制。当设备出现故障时，PLC停止设备工作，记录当前的工作和操作参数，将该事件的相关信息按时间的先后顺序，发送到人机界面和上位机；当设备正常工作后，上位机将记录的设备工作和操作参数发送给PLC，PLC按指令继续完成设备没有完成的工作。本实用新型采用最新的PLC技术和先进的工艺技术，即能保证很高的性能，又能显著降低了设备成本，可以带来很大的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是纵剪分条机的结构示意图；
[0018]图2是纵剪分条机的电气控制系统结构框图；
[0019]图3是纵剪分条机的工作流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]请参阅图1-图3，本实用新型实施例中，一种纵剪分条机的电气控制系统的控制方法，
[0022]纵剪分条机的组成:由开卷机、穿带导板、圆盘剪、活套、卷取机、废边卷取机、辅助支撑、卸料小车、液压系统、气动系统和电气控制系统等组成。
[0023]根据工艺和电气控制的便利，纵剪分条机的电气控制系统需要实现铝卷纵切分条和复卷，因此电气控制系统分为主站PLC、开卷机从站、圆盘剪从站、卷取机从站、废边机从站与刀座从站。
[0024]电气控制系统中每一个部分的主要特征:主站PLC是整个设备的核心，它包括西门子PLC S7200 SMART，人机界面以及整个生产线的操作盘。它负责整个系统的协调和控制。它接受来自操作盘和人机界面的指令，并根据这些指令和各个工作站当前的运行状态，对各个工作站进行协调和控制，完成整个设备的作业，它也将各个工作站的设备运行状态送到人机界面和操作盘，供操作人员参考。
[0025]开卷机从站包括一套西门子6SE70变频器和电机，它完成开卷、校平及开卷机的速度和张力的控制。
[0026]圆盘剪从站可连续纵向剪切运动的铝带，包括一套西门子MM440变频器和电机，它完成圆盘剪的速度控制，并配合开卷机实现带材的张力控制。
[0027]卷取机是将铝带卷取成卷筒状的设备，卷取机从站包括一套西门子MM440变频器和电机，它完成的卷取机的速度控制和张力控制。
[0028]废边机是将剪切完的铝带的废料卷取成卷筒状的车间辅助设备，废边机从站包括一套西门子MM420变频器和电机，它完成的废边机的速度控制。
[0029]刀座从站包括一套西门子MM420变频器和电机，它完成刀座的精确位置。
[0030]电气控制系统中各部分的连接关系:本控制系统以PLC为主站，利用USS串口通讯控制变频器从站进行主从站的数据交换进而完成控制工艺要求，人机界面用来监控控制系统的运行情况、系统参数和运行参数设定，电气控制系统采用西门子Smart 700触摸屏作为人机界面。
[0031]电气控制系统中的操作过程:
[0032]I)系统上电:闭合电控柜开关、启动各电源。启动空压机，接通气源。初始化PLC，启动液压泵站，当PLC就绪后，操作台的手动/自动按钮处于手动状态，等待操作人员进行生产准备。
[0033]2)穿带:
[0034](I)开卷工指挥行车将生产的带卷吊到鞍座上，并将带材上到开卷机的中心线上；前活动支撑；用人工将带材穿到力导辊处；进行手动对中，使剪刃能剪导边。带钢穿过圆盘剪后，活套导板摆下，进行充套。
[0035](2)主控工点动开卷机正转、圆盘剪正传，使带材到达张力台(将带钢放到分离盘内)，继续点动使带钢穿过偏导辊，压下压辊；配合卷取工将带钢穿到卷取机并涨径；放下前导板及后活套导板，向后活套充套。
[0036](3)卷取工当主控工将带钢送到夹送辊时压下夹送辊夹住带钢；在主控工的配合下，将带钢头送入卷取机钳口，并涨径，后导板摆下，后活动支撑摆起；将对中系统打到自动对中；张力台压料辊压下；卷取机正转，将带钢卷3?5圈，辅张力台、主张力台压下夹送辊抬起。
[0037](4)废料收集，将废料边丝穿到边料收集机上；启动边料收集机。
[0038]3)生产运行:
[0039](I)将手动/自动按钮打到自动；
[0040](2)按启动按钮
[0041]a.启动机组，在机组运行中检查带材的卷取张力，确认卷取张力按工艺要求设定。微调张力台，保证卷取端面整齐。逐步升速，无异常，升至高速运行，在升速时，微调开卷机、卷取机速度，保证前、后活套的活套量，从而达到稳定运行。
[0042]b.当开卷机上的带钢还剩下几十米时，机组减速到20?30m/min。
[0043]c.停机，检查带钢的厚度，剪去不合格的带钢。
[0044]通过上述步骤完成了一卷带材的生产。整个自动化设备按上述过程循环往复的运行和生产。
[0045]纵剪分条机的PLC选用西门子S7-200SMART，以太网联网，经济便捷，它的CPU模块本体标配以太网接口，集成了强大的以太网通信功能。一根普通的网线即可将程序下载到PLC中，方便快捷，省去了专用编程电缆。通过以太网接口还可与其它CPU模块、触摸屏、计算机进行通信，轻松组网。纵剪分条机的开卷机采用西门子6SE70变频器控制电机，可以轻松实现带材张力控制。纵剪分条机的电气控制系统以PLC为主站，利用USS串口通讯控制变频器从站进行主从站的数据交换进而完成控制工艺要求，人机界面用来监控控制系统的运行情况、系统参数和运行参数设定，张力控制采用间接张力控制。
[0046]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
[0047]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述电气控制系统包括主站PLC、开卷机从站、圆盘剪从站、卷取机从站、废边机从站以及刀座从站，主站PLC包括西门子PLCS7200SMART、人机界面与操作盘，主站PLC接受来自操作盘和人机界面的指令，并根据这些指令和各个工作站当前的运行状态，对各个工作从站进行协调和控制，完成作业，同时主站PLC也将各个工作从站的设备运行状态送到人机界面和操作盘，供操作人员参考；开卷机从站完成开卷、校平及开卷机的速度和张力的控制；圆盘剪从站完成圆盘剪的速度控制，并配合开卷机实现带材的张力控制；卷取机从站完成卷取机的速度控制和张力控制；废边机从站完成废边机的速度控制；刀座从站完成刀座的精确位置控制；主站PLC利用USS串口通讯控制变频器从站进行主从站的数据交换进而完成控制工艺要求，人机界面用来监控控制系统的运行情况、系统参数和运行参数设定。
2.根据权利要求1所述的纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述开卷机从站包括西门子6SE70变频器和电机。
3.根据权利要求1所述的纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述圆盘剪从站包括西门子MM440变频器和电机。
4.根据权利要求1所述的纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述卷取机从站包括西门子MM440变频器和电机。
5.根据权利要求1所述的纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述废边机从站包括西门子MM420变频器和电机。
6.根据权利要求1所述的纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述刀座从站包括西门子MM420变频器和电机。
7.根据权利要求1所述的纵剪分条机的电气控制系统，其特征在于，所述人机界面采用西门子Smart 700触摸屏。
【文档编号】G05B19/05GK204256469SQ201420804444
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】戴建民 申请人:福建工程学院