一种出炉辊道自动启停并与轧机速度同步的自动控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种出炉辊道自动启停并与轧机速度同步的自动控制装置，包括变频器、变频器控制回路、辊道电机、PLC、1架轧机控制器，变频器的主回路输入端与主电源电路连接，主回路输出端与辊道电机电路连接，变频器控制回路通过继电器触点控制变频器的主回路输入端与主电源的连通或切断以及变频器的使能和启动，PLC与1架轧机控制器数据连接获取1架轧机咬钢信号，PLC通过数据总线与变频器数据连接下传信号给变频器以控制辊道电机连锁和间歇启停。本实用新型通过PLC获取1架轧机咬钢信号，比较后将设定数据传给变频器后控制辊道电机的转速，实现与1架轧机速度同步和自动启停，具有结构简单、可靠性高、节能降耗的特点。
【专利说明】
一种出炉辊道自动启停并与轧机速度同步的自动控制装置
技术领域
[0001]本实用新型属于自动控制技术领域，涉及一种结构简单、可靠性高、节能降耗、生产效率高的出炉辊道自动启停并与乳机速度同步的自动控制装置。
【背景技术】
[0002]出炉辊道是用来输送钢坯进入乳机的设备，但都是采用单一的手动启停控制方法。不仅操作不方便，而且由于乳制生产节奏快，往往造成出炉辊道速度高于I架的乳机速度，当钢坯咬入I架乳机后，由于速度不匹配以及操作工经常来不及起停，造成设备长时间运行，地辊磨损很快，导致设备损坏频繁，至少停机时间至少在2个小时左右，人力及时间消耗多，阻碍高效生产、节能降耗等工作的正常开展，不能满足快速乳制节奏的实际生产需求。所以现在的辊道控制并不能满足实际生产的需要。现有技术中也有采用变频器根据乳机速度+前滑量补偿的方式对辊道电机转速进行控制，但由于乳机咬入前滑量补偿很难计算准确，将造成辊道转速与乳机速度之间的不匹配，仍然难以解决速度匹配和设备长时间空运行的问题。此外，也有采用变频器根据乳机速度+力矩补偿的方式来控制辊道电机转速，虽然能较好的解决速度不匹配的问题，但不仅需要增加力矩测量装置，而且力矩补偿的计算仍然需要较长时间的数据积累和修正才能减小速度差以符合要求，因此结构较为复杂、工作量较大，且不同乳机与辊道间的力矩补充均需要修正，不能通用，制约了使用范围。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种结构简单、可靠性高、节能降耗、生产效率高的出炉辊道自动启停并与乳机速度同步的自动控制装置。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:包括变频器、变频器控制回路、辊道电机、PLC、1架乳机控制器，所述变频器的主回路输入端与主电源电路连接且其主回路输出端与辊道电机电路连接，所述变频器控制回路通过继电器触点控制变频器的主回路输入端与主电源的连通或切断以及变频器的使能和启动，所述PLC与I架乳机控制器数据连接获取I架乳机咬钢信号，所述PLC通过数据总线与变频器数据连接下传信号给变频器以控制辊道电机连锁和间歇启停。
[0005]与现有技术相比，本实用新型其优点在于:
[0006]1、利用变频器改变频率达到辊道速度与I架乳机速度同步，从而解决由于速度不匹配，地辊磨损很快，导致设备损坏频繁的问题；
[0007]2、利用I架乳机的电流信号触发出炉辊道实现自动启停及连锁，减少人力消耗，提高劳动效率；
[0008]3、利用PLC逻辑控制实现辊道连锁及间歇动作，以解决操作工经常来不及起停，造成设备长时间运行带来的能耗较高、设备磨损较大的问题。
[0009]因此，本实用新型具有结构简单、可靠性高、节能降耗、生产效率高的特点。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型原理框图；
[0011 ]图2为本实用新型之变频器控制原理图；
[0012]图3为图2之变频器调节板控制原理图；
[0013]图4为本实用新型之PLC控制逻辑图；
[0014]其中:1_变频器，11-主回路输入端，12-主回路输出端，2-变频器控制回路，21-装置OK单元，22-合分控制单元，23-启停控制单元，24-急停控制单元，25-分闸指示单元，26-合闸指示单元，27-停止指示单元，28-运行指示单元，3-棍道电机，4-PLC，41-置位单元，42-复位单元，43-延时单元，44-棍道停止位置单元，45-延时复位单元，46-棍道正转输出单元，5-1架乳机控制器。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不得以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。
[0016]如图1所示，本实用新型包括变频器1、变频器控制回路2、辊道电机3、PLC4、1架乳机控制器5，所述变频器I的主回路输入端11与主电源电路连接且其主回路输出端12与辊道电机3电路连接，所述变频器控制回路2通过继电器触点控制变频器I的主回路输入端11与主电源的连通或切断以及变频器I的使能和启动，所述PLC4与I架乳机控制器5数据连接获取I架乳机咬钢信号，所述PLC4通过数据总线与变频器I数据连接下传信号给变频器I以控制辊道电机3连锁和间歇启停。
[0017]如图2所示，所述变频器控制回路2包括装置OK单元21、合分控制单元22、启停控制单元23、急停控制单元24，0K常开触点与K2中继线圈串联构成所述装置OK单元21，K0常开触点依次与STl常闭开关、SCl常开开关与ΚΜ/1常开触点形成的并联单元、KM主接触器线圈串联构成所述合分控制单元22，ΚΜ/2常开触点依次与ST2常闭开关、Κ2常开触点、SC2常开开关与Κ1/Α常开触点形成的并联单元、Kl中继线圈串联构成所述启停控制单元23，PLC急停常闭触点与KO中继线圈串联构成所述急停控制单元24。
[0018]所述变频器控制回路2还包括分闸指示单元25、合闸指示单元26、停止指示单元27、运行指示单元28，KM/3常闭触点与STl指示灯串联构成所述分闸指示单元25，KM/4常开触点与SCl指示灯串联构成所述合闸指示单元26，K1/B常闭触点与ST2指示灯串联构成所述停止指示单元27，K1/C常开触点与SC2指示灯串联构成所述运行指示单元28。
[0019]所述变频器控制回路2通过KM/5常开触点控制变频器I的主回路输入端11与主电源的连通或切断。
[0020 ] 所述PLC4通过PROF IBUS现场总线与变频器I数据连接。
[0021 ]所述PLC4与I架乳机控制器5数据连接还获取I架乳机转速信号，所述PLC4通过数据总线与变频器I数据连接下传转速信号给变频器I以调整辊道电机3的转速。
[0022]如图3所示，所述变频器I的使能和启动接入端子分别通过Kl常开触点串联KO常开触点与其电源端形成使能和启动控制回路。
[0023]如图4所示，所述PLC4包括咬钢信号上升沿比较单元BS、咬钢信号上升沿比较单元BX、时间继电器TMRl、TMR2和TMR3、置位线圈S、复位线圈R、延时线圈M、辊道停止位置线圈SM、延时复位线圈RM、辊道正转输出线圈FWD-RT2，所述咬钢信号上升沿比较单元BS与置位线圈S串联形成置位单元41，所述咬钢信号上升沿比较单元BX与复位线圈R串联形成复位单元42，复位常开触点S/1通过时间继电器TMRl与延时线圈M串联形成延时单元43，自动开关ΑΤ/l依次通过辊道正转输出启动开关FR/1、置位常开触点S/2、置位常闭触点S/3、延时常闭触点M/1、时间继电器TMR2与辊道停止位置线圈SM串联形成辊道停止位置单元44，输出连锁触点SM/2通过时间继电器TMR3与延时复位线圈RM串联形成延时复位单元45，手动开关AT/2依次与启动条件触点XT/1、辊道正转输出启动开关FR/2串联然后与自动开关AT/3依次与启动条件触点XT/2、辊道正转输出启动开关FR/3、辊道停止位置触点SM/1串联后并联，前述并联后再与辊道正转输出线圈FWD-RT串联形成辊道正转输出单元46。
[0024]本实用新型工作原理及工作过程:
[0025]本实用新型通过变频器控制回路来实现变频器主回路的合分、使能和启动及状态指示，以保障变频器及其控制的辊道电机回路的安全可靠;PLC通过I架乳机控制器获取I架乳机咬钢的电流信号，经处理后控制变频器触发出炉辊道实现自动启停、连锁及间歇动作，以解决由于操作人员经常来不及起停，造成设备长时间运行带来的能耗较高、设备磨损较大的问题;利用变频器设定来改变辊道速度达到与I架乳机速度同步，从而解决由于辊道与I架乳机速度不匹配，造成地辊磨损很快，设备损坏频繁的问题;进一步利用PLC获取I架乳机转速信号，经PLC数据转换和计算后经变频器控制并调整辊道电机的转速，从而提高辊道速度与乳机速度的一致性，进一步降低地辊磨损，减少设备损坏频率，提高设备的可靠性和维护、使用成本。综上所述，本实用新型具有结构简单、可靠性高、节能降耗、生产效率高的特点。
[0026]如图2、3和4所示，利用GE90-70PLC改造原手工启停控制，主回路采用三相四线制供电，控制回路取其中一路220V供电(50Hz)。主回路利用变频器装置自带的过流、欠压、堵转、接地等作为保护。工作过程如下:
[0027]1、合上主回路刀闸开关QF;
[0028]2、合上控制回路电源开关Q11，K0急停中继线圈得电，KO常开触点闭合，变频器I自检通过后，变频器I使装置OK触点闭合，K2中继线圈得电，K2常开触点闭合，分闸指示灯STl灯亮，停止指示灯ST2灯亮；
[0029]3、按下合闸按钮SCl，主接触器KM得电，KM/1常开触点闭合形成自锁，主回路KM/5常开触点闭合，主回路三相交流电源送至变频器I，同时控制回路KM/2常开触点闭合、KM/3常闭触点脱开、KM/4常开触点闭合，合闸指示灯SCl灯亮，分闸指示灯STl灯灭；
[0030 ] 4、按下启动按钮SC2，中继KI线圈得电同时自锁，KI /A常开触点闭合形成自锁，KI /B常闭触点脱开和K1/C常开触点闭合，运行指示灯SC2灯亮，停止指示灯ST2灯灭，同时K1/D、KI /E及KO常开触点闭合，变频器的使能和启动的接入端子得电，变频器I使能(enab I edrive)和启动(start)；
[0031]5、当操作人员按下辊道电机3正转启动开关后，通过PR0FIBUS网卡把PLC4设置的速度(I架乳机速度)传给变频器I，这时变频器I按所给定的速度输出(U，V，W)，辊道电机3正转，反转与之相反；
[0032]6、PLC4获取I架乳机5咬钢信号MIS_01时，通过咬钢信号上升沿比较单元BS判定上升沿动作时，置位线圈S得电，S/1常开触点闭合，延时线圈M得电，通过时间继电器TMRl延时动作，辊道停止置位线圈SM延时得电，辊道输出连锁常闭触点SM/1断开，辊道正转输出线圈FWD-RT2断电，辊道停止运行，同时辊道输出连锁常开触点SM/2闭合，通过程序时间继电器TMR2延时动作，辊道停止复位线圈SM延时得电，辊道输出连锁常闭触点SM/1延时恢复得电，辊道输出线圈FWD-RT2延时恢复得电;辊道自动启动运行，启动信号复位，等待下一次I架乳机5咬钢信号MI S_01上升沿动作的到来。
【主权项】
1.一种出炉辊道自动启停并与乳机速度同步的自动控制装置，其特征在于包括变频器(I)、变频器控制回路(2)、辊道电机(3)、PLC(4)、1架乳机控制器(5)，所述变频器(I)的主回路输入端(11)与主电源电路连接且其主回路输出端(12)与辊道电机(3)电路连接，所述变频器控制回路(2)通过继电器触点控制变频器(I)的主回路输入端(11)与主电源的连通或切断以及变频器(I)的使能和启动，所述PLC(4)与I架乳机控制器(5)数据连接获取I架乳机咬钢信号，所述PLC(4)通过数据总线与变频器(I)数据连接下传信号给变频器(I)以控制辊道电机(3)连锁和间歇启停。2.根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述变频器控制回路(2)包括装置OK单元(21)、合分控制单元(22)、启停控制单元(23)、急停控制单元(24)，0K常开触点与K2中继线圈串联构成所述装置OK单元(21)，Κ0常开触点依次与STl常闭开关、SCl常开开关与ΚΜ/1常开触点形成的并联单元、KM主接触器线圈串联构成所述合分控制单元(22)，ΚΜ/2常开触点依次与ST2常闭开关、Κ2常开触点、SC2常开开关与Κ1/Α常开触点形成的并联单元、Kl中继线圈串联构成所述启停控制单元(23)，PLC急停常闭触点与KO中继线圈串联构成所述急停控制单元(24)。3.根据权利要求2所述的自动控制装置，其特征在于所述变频器控制回路(2)还包括分闸指示单元(25)、合闸指示单元(26)、停止指示单元(27)、运行指示单元(28)，KM/3常闭触点与STl指示灯串联构成所述分闸指示单元(25)，KM/4常开触点与SCl指示灯串联构成所述合闸指示单元(26)，K1/B常闭触点与ST2指示灯串联构成所述停止指示单元(27)，K1/C常开触点与SC2指示灯串联构成所述运行指示单元(28)。4.根据权利要求1或2所述的自动控制装置，其特征在于所述变频器控制回路(2)通过KM/5常开触点控制变频器(I)的主回路输入端(11)与主电源的连通或切断。5.根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述PLC(4)通过线与变频器(I)数据连接。6.根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述PLC(4)与I架乳机控制器(5)数据连接还获取I架乳机转速信号，所述PLC(4)通过数据总线与变频器(I)数据连接下传转速信号给变频器(I)以调整辊道电机(3)的转速。7.根据权利要求2所述的自动控制装置，其特征在于所述变频器(I)的使能和启动接入端子分别通过Kl /D、K1 /E常开触点串联KO常开触点与其电源端形成使能和启动控制回路。8.根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述PLC(4)包括咬钢信号上升沿比较单元BS、咬钢信号上升沿比较单元BX、时间继电器TMRUTMR2和TMR3、置位线圈S、复位线圈R、延时线圈M、辊道停止位置线圈SM、延时复位线圈RM、辊道正转输出线圈FWD-RT2，所述咬钢信号上升沿比较单元BS与置位线圈S串联形成置位单元(41)，所述咬钢信号上升沿比较单元BX与复位线圈R串联形成复位单元(42)，复位常开触点S/1通过时间继电器TMRl与延时线圈M串联形成延时单元(43)，自动开关ΑΤ/l依次通过辊道正转输出启动开关FR/1、置位常开触点S/2、置位常闭触点S/3、延时常闭触点M/1、时间继电器TMR2与辊道停止位置线圈SM串联形成辊道停止位置单元(44 )，输出连锁触点SM/2通过时间继电器TMR3与延时复位线圈RM串联形成延时复位单元(45)，手动开关AT/2依次与启动条件触点XT/1、辊道正转输出启动开关FR/2串联然后与自动开关AT/3依次与启动条件触点XT/2、辊道正转输出启动开关FR/3、辊道停止位置触点SM/1串联后并联，前述并联后再与辊道正转输出线圈FWD-RT串 联形成辊道正转输出单元(46)。
【文档编号】G05B19/05GK205427576SQ201620204550
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】熊跃斌, 杨仲康, 王俊, 钟锐, 严宇
【申请人】武钢集团昆明钢铁股份有限公司