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台达PLC在冷轧带肋钢筋调直定长切割控制系统上的应用5


台达 PLC 在冷轧带肋钢筋调直定长切割控制系统上的应用
摘要:本文主要介绍台达 plc 在钢筋冷轧调直定长切割控制系统上的应用,介绍了调直机定 长切断的工作原理, 并分析了该设备工作过程中产生切断误差原因的基础上, 提出了新的定 长与切断控制方法,所构成的装置已经投入实际运行。 关键词:EH2PLC 钢筋 高速中断 一.概述 随着建筑业及建筑技术的迅猛发展, 许多工地

均广泛使用建筑预制构件。 在预制构件的 制作过程中,对其中使用的钢筋有严格的要求。 首先是钢筋材料及直径要求。 国内外的实践说 明,作为高效钢筋的一种,冷轧带肋钢筋具有 广阔的应用前景。冷轧带肋钢筋是用热轧盘 条经多道冷轧减径,一道压肋并经消除内 应力后形成的一种带有二面或三面月牙形 的钢筋。冷轧带肋钢筋在预应力混凝土构 件中,是冷拔低碳钢丝的更新换代产品, 在现浇混凝土结构中,则可代换Ⅰ级钢筋, 以节约钢材,是同类冷加工钢材中较好的 一种。冷轧带肋钢筋有如下优点:1、钢材强度高,可节约建筑钢材和降低工程造价; 2、冷轧带肋钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能良好;3、冷轧带肋钢筋伸长率较同类 的冷加工钢材大。 除材料及其直径要求外, 为使预制构件整齐美观受力均匀, 还需对钢筋实施调直及定 长切断。目前,由于机械定长装置的使用,若调直钢筋超过一定长度,其切断误差将超过标 准,并且钢筋直径越小,其超差越严重,必须实施二次切断,而致劳动生产率降低。特别是 低压供电系统广泛使用的水泥电线杆, 若由于定长误差的存在, 将使拉直成型时各根钢筋受 力不一,致使浇注成型的水泥杆内部钢筋受力不均匀,从而为尔后的工作埋下隐患。因此各 厂家为解决定长切断着实费了不少周折。 本文将对调直定长切断过程做较详尽的分析, 并对 定长切断过程实施自动控制。对冷轧带肋过程只做简单介绍

冷轧带肋钢筋调直定长切割控制系统上的 钢筋调直定长切割控制系统上的应用 二.台达 PLC 冷轧带肋钢筋调直定长切割控制系统上的应用 整个电气控制系统包括控制四个电机,分别作用如下 1 主机,由 PLC 给出一 0-10V 模拟量信号,控制 B 系台达列 90kw 变频器,控制整机的 生产速度最大 0-100 米/MIN。对应为主机最高频率为 50hz。把变频器 AFM 输出为频率 输出(线速度输出),作为辅机的同步信号;主机上有硬质合金,把钢筋拉肋。

主机 2 辅机 辅机采用台达列 45kw 变频器 ,辅机和主机保持恆张力控制,主机和辅机之间 有一个张力传感器,来检测钢筋所承受的张力大小,控制模式如图

辅机设置为张力闭环速度模式,AVI 为线速度给定(接主机变频器 AFM),ACI 为 张力反馈值(接张力传感器)。由于主机分为高低档,此时对应到辅机变频器的最高线 速度不一样,所以需要通过 PLC 的 485 通讯方式来切换最高线速度的参数设置。当主机运 行在高档时,最高线速度参数 8-38=90;当主机运行在低档时,最高线速度参数 8-38=50。

由于台达 PLC 与变频器 485 通讯。采用标准 MODBUS 读写指令可很方便实现。 辅机上也有硬质合金的模具,上有一周月牙形齿,对钢筋冷轧,使钢筋形成带有二面 或三面月牙形。

辅机 3,调直电机,钢筋由辅机出来后进入调直筒,调直筒由一变频器控制变频电机,PLC 给出一跟随主机同步的速度信号控制矫直机构的速度, 达到钢筋矫直的目的。 调直筒有一排 调直块,适当调整调直块的调整螺钉,将调直块紧固在不同的偏心位置上,以便对不同规格 或不同性质的钢筋进行调直。调直的方案有高斯曲线型、正弦曲线型和余弦曲线型,分别适 用于不同直径,不同屈服强度的钢筋。

4,切割电机,主要控制对钢筋到定长的切断。剪切机构的方刀台中装有上下切刀, 当装在方刀台中的切刀进入一定角度时, 上下切刀合拢而实现钢筋切断工作。 钢筋被切断后, 方刀台上切刀复位。 被调直的钢筋调直完毕后, 需对其长度进行测量以便给出定长切断信号。 在辅助电机轴 上装有一 1000PULSE 的编码器,对钢筋走过的长度进行测量,达到预定长度时,产生中断启 动切断电机对钢筋进行切断。 这里的重点在于预定的长度, 由于切刀电机从为一固定的高速 从停止位到切点,为 0.2MS。随着线速度的不同,在 0.2MS 之间走过的距离会误差很大,因 此必须预设长度减去提前量作为实际设定的长度。 这里的重点是提前量的计算, 根据不同速 度提前量的精确计算,是保证定长切割精确的关键。控制过程采用硬件高速计数,高速脉冲 中断等高速指令,以确保将误差减到最小。 切刀机构如下图所示

三.程序实现 下图程序为启动硬件高速计数及设定与变频器的通讯格式。 本控制系统采用台达 40EH2, 具有四路 A/B 相高速计数,计数频率可高达 200K,完全满足控制系统的需求。

下图程序为控制主机升降速过程。 采用两路模拟量输出分别控制主机及调直电机, 用台达高 速测频率指令 SPD 计算提前量,保证在不同速度情况下,测得的提前量精确

下图程序为根据线速度的不同设置的预设长度减去提前量长度,然后产生高速中断。

下图为产生的中断控制切刀输出同时计数清零

该控制装置在一调直切断机投入使用,设定长度 2M~30M,对不同速度不同长度时做 的试验切断长度误差 2mm,满足实际要求,目前已经入投现场运行。

PLC 产品处余强


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