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务l 匐 化 厚箔剪切机的电控系统设计 The desigh of electronic control system for thick foil shears 程秀竹’，许 卓 ，张 伟 CHENG Xiu．zhu‘，XU Zhuo 。ZHANG Wei (1．涿神公司，涿洲072750；2．北京机械工业自动化研究所，北京 10012O) 摘 要；在厚箔剪切机的工作原理及设计数据介绍的基础上，对系统的电气配置方案、控制方案、控制 系统的实现等进行了详细的设计。此电控系统经过了科学的数学计算及参数的配合，符合实 际控制的需要，取得了良好的控制效果。 关键词：厚箔剪切机；直流传动；PLC 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(201 3)02(下)-0091-03 Doi：10．3969／J．Issn．1009-01 34．201 3．02(下)．23 1 厚箔剪切机的工作原理介绍 厚箔剪切机机列属于精整设备。精整设备 相对于粗加工设备来说，对机械设备的加工要 求及精度相当高，但是电控系统的配合也起着 举足轻重的作用，本文介绍的这台厚剪机是将 0．04,-,0．4mm厚的铝箔精确地纵向切边、分切，并 将剪切后的多条带材以理想的张力整齐地交叉分 卷在两个卷取机上。下面简要介绍一下它的工作 原理 。 工作机列示意图如图1所示。 机列工作过程描述：料卷经过上料车运输到 开卷机上后，点动开卷 ，把料引到穿带棒 ，粘 好，然后自动穿带装置穿带，同时开卷送料，穿 带到位后，停止，把穿带棒复位 。然后机组穿 带，开卷、导辊、剪切机同时以穿带速度送料， 经过分切后，人为把料交叉分到内外卷取两侧， 把料展平，落下压平辊，等待机列建张力运行， 条件准备好后，按机列运行钮 ，调整好前后张 力，升速，卷取。 2 系统设计参数 此台厚剪机的传动系统采用直流电机传动， 下面主要根据设计参数核算开卷 、卷取 电机功 率、转速范围。 设计依据数据： 机列最大速度：400m／min； 来料外径： 2100mm(max)； 套筒外径： 565mm； 成品夕卜径： 1200mm(max)， 150mm(min)； 600mm (max)， 75mm (min)： 开卷张力：700Kg。 2．1开卷电机选择校验 根据公式 P=FV／102 I1=700 X 400／60／102／0．85=53．8KW nmax=Vi]Ⅱdmm-400×4／3．14／0．565=901rpm n in=V dm~x=400×4／3．14／2．1=243rpm 图1厚箔剪切机机列工作示意图 收稿日期：2012-08—24 作者简介：程秀竹 (1977-)，女，河北新河人，工程师，学士，主要从事铸轧机、铝箔轧机、冷轧机等铝加工设备的 电控系统的设计开发及调试工作。 第35卷 第2期 2013—02(下) [Oll 学兔兔 务l 匐 似 开卷机电机选用Z4-315—1 1,55KW，DC400V， 240／900rpm，他励310V，带编码器反馈。 2．2卷取电机选择校验 内卷取电机：33KW，DC400V，430／2500rpm，他 励3 10V，带编码器反馈。 外卷取电机：33KW，DC400V，430／2500rpm，他 励3 10V，带编码器反馈。 根据公式：P=M×n／974已知选型电机功率为 33KW，基速为430rpm，核算电机扭矩M=P×974／ n=33×974／430=74．75Kg·m 电机最大张力，最大卷径出最大扭矩得出公 式：卷轴的最大扭矩为M×i=FXDmax／2。 所以，最大张力F=2M×i／Dmax=2×74．75× 3．792／1．2-472．42 Kg。 根据技术数据要求，满足生产使用。 3 系统控制方案 该机列的控制系统PLC采用西门子S7—300系列 CPU315—2DP，以及远程I／O站ET200M。与直流控 制器、变频器之间采用PROFIBUS—DP通讯。系统 采用DP通讯的方式，即节省电缆及空间，又能保 证数据传递的精确性、稳定性、快速性。 3．1控制系统配置 直流传动采用西门子全数字直流调速控制器 6RA70；辅助上、卸料， 废边卷取设施采用西门 子交流变频调速器MM440控制； 压平辊装置升降 采用德国伦茨电机控制器成套产品交流伺服电机 控制；HM1人机界面的应用，使系统实时运行数 据及状态一目了然。系统配置图如图2所示。 主站$7-300 主操作宣 螭程器 l l 一 = -一二⋯ 一一．． 1 i I I I I I i I I I I 5 H i_ 一 一]一 —] 图2 系统配置图 【92l 第35卷 第2期 2013—02(下) 3．2控制思想 开卷机速度作为