用于轧钢生产线中飞剪的电气控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于轧钢生产线中飞剪的电气控制装置，包括：运动控制单元、电气传动单元、操作单元和伺服电机单元，所述运动控制单元与所述电气传动单元电连接，所述运动控制单元与所述操作单元通过网络通讯连接，所述电气传动单元与所述伺服电机单元电连接；所述伺服电机单元包括：采用伺服控制的交流电机和编码器模块，所述编码器模块与所述交流电机电连接；所述电气传动单元包括：具有回馈功能的电源模块和电机模块，所述电源模块与所述电机模块电连接；所述电机模块分别与所述编码器模块、所述交流电机电连接。本实用新型的用于轧钢生产线中飞剪的电气控制装置，具有维护工作量小，节能等优点。
【专利说明】
用于轧钢生产线中飞剪的电气控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及飞剪技术领域，特别是涉及一种用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置。
【背景技术】
[0002]随着工业企业的管理技术与控制技术的发展，钢厂中对乳件产品的质量、控制的精度、系统稳定性提出了越来越高的要求。为此针对飞剪工艺性强、参数相关关系复杂、系统要求响应快等特点，需研发一种新型飞剪控制系统。
[0003]飞剪是乳钢生产线中保证正常生产的关键设备之一。目前国内飞剪电气控制系统由PLC、高速计数模块、工艺控制板以及直流传动装置组成。系统所涉及的自动化控制设备多，设备之间大多通过网络连接。维护现有设备所需的工作量较大，并且耗费的能源较大；此外，由于计算量和数据交换量大，通讯速度以及个别设备的运算速度对系统的快速性影响比较大，时常造成定位精度不高，剪切长度误差较大、容易出现误动作等问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，具有维护工作量小，节能等优点。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]—种用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，包括:运动控制单元、电气传动单元、操作单元和伺服电机单元，所述运动控制单元与所述电气传动单元电连接，所述运动控制单元与所述操作单元通过网络通讯连接，所述电气传动单元与所述伺服电机单元电连接;所述伺服电机单元包括:采用伺服控制的交流电机和编码器模块，所述编码器模块与所述交流电机电连接;所述电气传动单元包括:电源模块和电机模块，所述电源模块与所述电机模块电连接;所述电机模块分别与所述编码器模块、所述交流电机电连接。
[0007]进一步:所述运动控制单元采用运动控制器SBTOT1N D0
[0008]进一步:所述操作单元为工控机。
[0009]进一步:所述运动控制单元与所述电气传动单元通过Driver-CLiQ电缆电连接。
[0010]进一步:所述编码器模块采用编码器SMC30。
[0011 ]进一步:所述编码器模块与所述电机模块通过Driver-CLiQ电缆电连接。
[0012]进一步:所述运动控制单元与所述操作单元通过工业以太网交换机建立通讯连接。
[0013]进一步，还包括:报警单元，所述报警单元分别与所述运动控制单元、所述操作单元电连接。
[0014]进一步，所述报警单元包括:报警芯片、指示灯和蜂鸣器，所述报警芯片分别与所述运动控制单元、所述操作单元、所述指示灯、所述蜂鸣器电连接。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0016]1、本实用新型的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置通过使用采用伺服控制的交流电机，与现有技术中的直流电机驱动飞剪相比，具有维护工作量小，节能等优点。
[0017]2、本实用新型的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构简单、功能完善、控制系统可靠、能满足多种乳件工艺要求，提高了飞剪的实时性、控制精度、稳定性和快速性。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的一实施例的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构示意图一；
[0019]图2是本实用新型的一实施例的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构示意图二；
[0020]图3是本实用新型的另一实施例的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例作进一步详细的说明。
[0022]本实用新型公开了一种用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置。如图1和2所示，分别为本实用新型的一实施例的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构示意图一和二。在一优选实施例中，该用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置包括:运动控制单元1、电气传动单元2、操作单元3和伺服电机单元4。运动控制单元I与电气传动单元2电连接。运动控制单元I与操作单元3通过网络通讯连接。电气传动单元2与伺服电机单元4电连接。
[0023]其中，电气传动单元2包括:电源模块201和电机模块202。电源模块201与电机模块202电连接。该电源模块201为具有回馈功能的智能电源模块(例如，西门子公司生产的智能电源模块SINAMICS S120智能电源模块SLM 500kW)，电气传动单元2采用变频控制方式，通过电源模块201将三相交流电转化为直流电源，再通过电机模块202将直流电源转化为频率可变的交流电来驱动伺服电机单元4。电气传动单元2接收和执行运动控制单元I的指令和运算，并将实时的运行数据反馈给运动控制单元I。
[0024]伺服电机单元4包括:采用伺服控制的交流电机401和编码器模块402。编码器模块402与交流电机401电连接。该采用伺服控制的交流电机401可以通过西门子公司的SINAMICS S120变频器提供伺服控制功能。电源模块201可将制动时产生的能量回馈到电网，节省电能。编码器模块402与电机模块202电连接。电机模块202与交流电机401电连接。该伺服电机单元4作为执行器，通过带动机械传动机构对乳件进行剪切。
[0025]优选的，交流电机401的数量为I台，驱动交流电机401的电机模块202的数量为I台，电源模块201的数量为I台。
[0026]本实用新型的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置通过使用采用伺服控制的交流电机401，与现有技术中的直流电机驱动飞剪相比，具有维护工作量小，节能等优点。
[0027]飞剪的过程，可将乳件的运动看作是一个主轴，飞剪的转动看作跟随主轴运动的从轴，从轴的运动需要根据主轴的位置与速度做同步动作，所以对飞剪的位置、速度、加速度和电流都需要严格控制，保证产品质量和生产节奏。运动控制单元I是用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的核心部分，优选的，该运动控制单元I采用运动控制器SMOT1N D(例如SnroT1N D425)，运动控制器Sn1T1N D为西门子公司生产。运动控制器Sn1T1N D可写入运动控制任务程序，以完成运动关系数学模型的建立和运算、伺服电机的位置环、速度环和电流的闭环控制。具体的，主轴产生的控制量(包括位置、速度、加速度等)经过同步处理后，将给定值赋给从轴，实现同步运行，通过电子凸轮功能可计算主轴与从轴的线性速度关系，实现主轴与从轴的非线性传递函数功能。运动控制器SMOT1N D具有高速的运算速度。
[0028]运动控制单元I与电气传动单元2通过Driver-CLiQ电缆电连接，使运动控制单元I和电气传动单元2建立通讯，将实时的状态信息传给运动控制单元I。具体的，该运动控制单元I分别与电源模块201、电机模块202通过Driver-CLiQ电缆电连接。该Driver-CLiQ电缆也为西门子公司生产，具有快速稳定的特点。通过采用上述的运动控制器SIM0T10N D和Driver-CLiQ电缆缩短运动控制系统的扫描周期，提高了装置的实时性和快速性，并且保证了控制精度。
[0029]优选的，运动控制单元I与操作单元3通过工业以太网交换机5建立通讯连接。工业以太网交换机5分别与运动控制单元1、操作单元3电连接。该工业以太网交换机5采用Profinet标准。该工业以太网交换机5预留备用工业以太网接口，方便其他PLC、二级管理系统接入本装置，提升本装置通讯扩展能力。
[0030]优选的，操作单元3为工控机。操作单元3将操作指令传到运动控制单元I，并从运动控制单元I中得到本装置的运行状态，反馈给操作人员，为日后的维护升级提供依据存储实时生产数据;工艺人员可根据记录的数据调整工艺参数，有利于提高产品质量和生产率；同时显示的数据也可以为维护提供一些依据。
[0031]编码器模块402采用编码器SMC30。该编码器SMC30为增量型编码器，可接入增量型编码器信号。编码器模块402与电机模块202通过Driver-CLiQ电缆电连接。伺服电机单元4的交流电机401的实际运转速度可通过将增量型编码器信号传入编码器模块402中，编码器模块402再通过Drive-CLiQ电缆与电机模块202进行数据通讯，保证位置环、速度环、电流环的控制精度。
[0032]在另一优选的实施例中，该用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置还包括:报警单元6。如图3所示，为本实用新型的另一实施例的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构示意图。报警单元6分别与运动控制单元1、操作单元3电连接。该报警单元6包括:报警芯片601、指示灯602和蜂鸣器603。报警芯片601分别与运动控制单元1、操作单元3、指示灯602、蜂鸣器603电连接。当报警单元6检测到运动控制单元I出现异常时，报警单元6向操作单元3发出报警、停止、急停等指令，同时可通过蜂鸣器603发出蜂鸣声，以及通过指示灯602闪烁，提示工作人员该装置出现了故障。
[0033]本实用新型的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置对于飞剪的运行控制共有两种模式:手动运行和自动运行。在任何剪切动作以前，首先进行零点的标定。每种模式都包含切头、切尾、切固定尺寸和碎断功能。其中，手动运行模式:在操作单元3上选择手动运行模式后，通过操作画面可选择切头、切尾、固定尺寸和碎断功能及相关长度;操作按钮有启动、停止和急停。自动运行模式:在操作单元3上选择自动运行模式后，通过操作画面可选择切头、切尾、固定尺寸和碎断功能及相关长度；当满足切头、切尾、固定尺寸和碎断调试时自动触发动作。
[0034]本实用新型的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置还具有自动修正功能，即在实际生产过程中，根据工艺要求，对乳件剪切长度进行在线调整，而不需要停机。
[0035]综上所述，本实用新型的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置的结构简单、功能完善、控制系统可靠、能满足多种乳件工艺要求，提高了飞剪的实时性、控制精度、稳定性和快速性。
[0036]以上对本实用新型的技术方案，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型实施例的限制。
【主权项】
1.一种用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于，包括:运动控制单元、电气传动单元、操作单元和伺服电机单元，所述运动控制单元与所述电气传动单元电连接，所述运动控制单元与所述操作单元通过网络通讯连接，所述电气传动单元与所述伺服电机单元电连接； 所述伺服电机单元包括:采用伺服控制的交流电机和编码器模块，所述编码器模块与所述交流电机电连接； 所述电气传动单元包括:电源模块和电机模块，所述电源模块与所述电机模块电连接； 所述电机模块分别与所述编码器模块、所述交流电机电连接。2.如权利要求1所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于:所述运动控制单元采用运动控制器S頂OT1N D03.如权利要求1所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于:所述操作单元为工控机。4.如权利要求1所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于:所述运动控制单元与所述电气传动单元通过Dri ver-CLiQ电缆电连接。5.如权利要求1所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于:所述编码器模块采用编码器SMC30。6.如权利要求1所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于:所述编码器模块与所述电机模块通过Dr iver-CL i Q电缆电连接。7.如权利要求1所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于:所述运动控制单元与所述操作单元通过工业以太网交换机建立通讯连接。8.如权利要求1?7任一项所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于，还包括:报警单元，所述报警单元分别与所述运动控制单元、所述操作单元电连接。9.如权利要求8所述的用于乳钢生产线中飞剪的电气控制装置，其特征在于，所述报警单元包括:报警芯片、指示灯和蜂鸣器，所述报警芯片分别与所述运动控制单元、所述操作单元、所述指示灯、所述蜂鸣器电连接。
【文档编号】B23D25/02GK205519889SQ201620284338
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】王潇, 崔健, 王树松, 杨庚
【申请人】北京佰能盈天科技有限公司