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PLC在起停式飞剪电控系统中的应用

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PLC 在起停式飞剪电控系统中的应用熊　凌,高越农,史清源,萧楚林(武汉科技大学湖北武汉430081)摘　要:介绍起停式飞剪的P LC 电控设计方案。

该设备从投运至今,运行稳定。

关键词:起停式飞剪;P LC 控制;优化剪切中图分类号:TG 334.9;335.6 文献标识码:B 文章编号:1008-4371(2004)01-0046-03Application of P LC in the E lectric Control Systemof Start and Stop Flying ShearXI ONGLing ,G AO Y ue -nong ,SHI Qing -yuan ,XI AO Chu -lin(Wuhan University of Science &T echnology Wuhan Hubei 430081,China )Abstract :The present paper describes the blue print on the P LC control for tw o start and stop flying shears.They have been running sm oothly since their being put into commission.K eyw ords :start and stop flying shear ;P LC control ;shearing optimization收稿日期:2003-06-17作者简介:熊　凌(1973-),女,湖北武汉人,讲师. 在某厂棒材连轧生产线上,我们设计并调试了两台飞剪(切头剪与倍尺剪)的电控部分。

根据工艺要求,对切头剪的功能要求有:(1)切头功能。

(2)切尾功能。

(3)碎断功能。

对倍尺剪的功能要求有:(1)倍尺剪切功能。

(2)优化剪切功能。

因两台飞剪的电控原理相似,这里仅就倍尺剪来说明其控制方案。

1　控制方案两台飞剪和4个H MD 的平面布置图如图1。

图1　飞剪和H MD 的平面布置图1.1　飞剪定长倍尺控制在热钢的头部到达H MD4时,按照由MPI 网通讯传送过来的剪切设定长度等计算出延时时间,同时,根据棒材的截面积和来钢速度等计算出送6RA70的数字量给定n 3shear ,延时启动飞剪。

表1　工艺指标项 目切头剪倍尺剪钢材线速度/(m ・s -1)1～3.84～12剪切设定长度头120mm ,尾80mm 54或63m (定尺9m 的倍尺)精度/mm±20±60最大剪切断面/m m 45×45<36起停周期/s 3 2.5钢材剪切温度/℃>900>860(1)数字量给定的确定:ξv steel =2πn steel R shear /60(系数ξ与棒材截面积有关)式中　v steel ———来钢速度n shear ———飞剪转速R shear ———飞剪半径送6R A70的数字量给定的最大值为214=16384,对应飞剪电动机的最大转速600r/m in ,因此有:16384/n 3shear =600/n shear ,即n 3shear =27.3×n shear64计算机应用 W I SCO T E CHNO LOGY 2004,42(1) (2)延时启动时间的确定v steel(T y+T r)+31.1=L式中　L———剪切设定长度T y———延时时间T r———飞剪从静止运动到剪切点的时间,它是一个与v steel有关的量31.1———H MD4到剪切点之间的距离根据实测和回归分析,得到:T r=0.20+0.00267(v steel-12)2因此有:T y=(L-31.1)/v steel-0.20-0.00267(v steel-12)21.2　飞剪剪刃定位控制为简化系统,在全数字直流调速装置中省去了具有自定位功能的工艺模板,因此定位靠开发P LC功能实现。

飞剪剪断热钢后,制动,在碰到Z脉冲时,进入位置闭环来确保飞剪停准停好。

在位置闭环期间,P LC起PD调节器的作用。

位置闭环控制律为:n3(s)=-(1+T d s)k pα′(s)式中　k p———比例增益T d———微分时间α′———刀位偏差信号令k d=k p T d/Tλ采样时间Tλ取0.01s,写成差分方程为:n3(j)=-k d[α(j)-a(j-1)]-k pα(j)式中　α(j)———第j时刻采样的表示刀位的角度α(j-1)———第j-1时刻采样的表示刀位的角度PD调节器的参数赋值恰当就可使飞剪平稳停在α30期望停止刀位,选到适当参数并将角度折算成FM350-2计数值后,有:n3shear(j)=-24[N(j)-N(j-1)]-12[N(j)-N30]式中　N(j)———本次采样的表示刀位的计数值,N30期望停止刀位的计数值N(j-1)———上一次采样的表示刀位的计数值为改善飞剪停位的平稳性,还可加入适当的数字滤波和限幅等策略。

1.3　优化剪切控制为了使送到冷床上的倍尺钢材和未经剪切的尾钢均在合理的范围之内(L min,L max),采用了优化剪切控制。

现将实现优化剪切P LC可行步骤之一简述如下:begin 利用H MD2预报成品棒材的总长度L∑ 由L∑/L得商q及余数r if rΕL min,按L长度剪切q刀　else if L+rΦL max,按L长度剪切q-1刀 else按L长度剪切q-1刀,再按减少一个定尺的长度剪一刀 end end end2　硬件配置驱动两台飞剪的电动机均为低惯量频繁起制动它激直流电动机,型号为ZFQZ-315-32,额定容量、电压、转速依次为200kW,400V,600r/min。

测速和位置反馈共用一个增量编码器,型号:TRD -J1000-RZ W(甩掉了可靠性欠佳的测速发电机)。

热金属检测器型号:H MD5。

主传动采用西门子全数字直流装置,型号: 6RA7085/6RA7087(切头剪/倍尺剪)。

P LC全部采用西门子S7-300系列产品。

CPU型号:CPU315-2DP,高速计数输入模块型号:FM350-2,另含其它电源、输入等模块。

本机与上位P LC机S7-400以及与6RA70的通讯分别通过MPI总线和安装在6RA70的C BP (PROFI BUS)模块实现。

3　软件设计软件设计是在西门子公司的STEP7环境下进行的,整个软件以一个工程文件(project)的形式存在。

3.1　工程文件的建立由于控制切头剪和倍尺剪的两个S7-300站是S7-400下的两个并行的站,因此建立工程文件如图2。

3.2　通讯的建立切头剪和倍尺剪的P LC机与上位P LC机S7 -400以及与6RA70的通讯分别通过MPI总线和安装在6RA70的C BP(PROFI BUS)模块实现,软件74熊　凌,等　P LC在起停式飞剪电控系统中的应用武钢技术　2004年第42卷第1期配置通过MPI 网通讯的波特率为187.5kbps ,通过PROFI BUS 通讯的波特率是1.5Mbps 。

通讯的建立见图3。

图2　建立工程文件图3　通讯的建立3.3　Hardware 的设置和Block 的设计在控制倍尺飞剪所在的站SI MATIC300(2)中主要有Hardware 的设置和Block 的设计。

Hardware 是关于与实际物理位置相对应的设置,Hardware 设置如图4。

Block 的设计即程序的设计。

整个程序包含的Block 见图5。

其中,FC2,FC3,FC4,FC5,UDT 1为FM350-2模块带的专用软件,主要完成对增量编码器的计数、读数、写数等工作。

DB52是根据UDT 1生成的用户定义类型数据块(Data Block ),DB21为存放通讯信息的数据块,DB23为存放其他数据的数据块。

OB100为初始化组织块(Organization ),OB1为循环扫描组织块,OB40为中断组织块。

FC61,FC62,FC63,FC64,FC65,FC90,FC91,FC66,FC67,FC71,FC72,FC73,FC81,FC20分别是完成通讯数据的接收、发送、数据的处理、确定工作方式(定位、手动启动、自动剪切)、延时时间的计算、飞剪图4　Hardware的设置图5　Block 的设计速度的计算、测总长、确定优化剪切方案、定位、手动启动、自动剪切、飞剪的位置闭环等功能的功能块。

程序的调用关系如下:4　结　语我们利用P LC 完善的内部功能和有效的控制策略及方案,按用户的要求实现了飞剪的电控设计。

从运行情况来看,整个系统运行可靠,达到了设计的要求,获得了用户的好评。

这表明我们的软、硬件设计均是成功的,在高速飞剪设备国产化的道路上迈出了一步。

□(上接第24页)的典型环节的传递函数,通过上述数学模型,很容易对系统的动态和静态特性进行分析。

在实际工程中进行液压AG C 系统设计时,可采用上述方法建立数学模型,确定系统的有关参数,并对系统的动态指标进行分析。

上述建模方法还可推广到平整机和六辊轧机的液压AG C 系统。

参考文献:[1]　孙中禹.舞钢4200mm 轧机AG C 液压系统分析[J ].宽厚板,2000(2).[2]　板带车间机械设备设计上、下册[M].冶金工业部武汉钢铁设计研究院主编,1986.[3]　王贤琳,杜胜品.四辊冷轧板带轧机液压AG C 系统数学模型[J ].武汉科技大学学报,2001(3):260～263.[4]　孙文质.液压控制系统[M].北京:国防工业出版社,1990.[5]　李连升.液压伺服理论与实践[M].北京:国防工业出版社,1990.□84计算机应用 W I SCO T E CHNO LOGY 2004,42(1)。

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PLC在航空航天领域中的应用案例

PLC在航空航天领域中的应用案例

PLC在航空航天领域中的应用案例近年来，随着科技的不断发展，自动化技术在各个领域得到了广泛应用，航空航天领域也不例外。

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）作为自动化控制系统的核心设备之一，在航空航天领域中发挥了重要的作用。

下面将介绍一些PLC在航空航天领域中的应用案例。

一、PLC在航空航天装备控制系统中的应用航空航天装备控制系统作为整个飞行器的核心控制系统，对飞行器的运行和安全至关重要。

在这一领域中，PLC被广泛应用于飞行器的各个控制环节，如飞行控制、着陆系统、导航系统等。

通过PLC的程序控制，可以实现对装备的精确控制，提高飞行器的稳定性和安全性。

例如，在飞行控制系统中，PLC可以通过接收来自各种传感器的数据，实时分析和处理飞行器的状态，并根据飞行计划进行调整，确保飞行器按照预定的航线和高度飞行。

此外，PLC还可以实现对发动机的控制和监测，确保发动机的运行状态符合要求。

二、PLC在航空航天生产线中的应用航空航天生产线的自动化程度对产品质量和生产效率有着重要影响。

在航空航天制造过程中，PLC被广泛应用于各类生产线，如装配线、测试线等，以提高生产线的自动化程度和效率。

例如，在航空器零部件的装配过程中，PLC可以控制机械臂的运动和动作，实现对零部件的自动化装配。

通过PLC程序的编制和优化，可以实现高精度的零部件装配，提高装配速度和质量。

此外，PLC还可以实现对航空航天产品的测试和检测。

通过PLC的程序编写，可以对产品的各项参数进行定量检测，并自动判定产品是否合格。

这样可以大大提高测试效率和准确性，减少人为因素对测试结果的影响。

三、PLC在航空航天安全监控系统中的应用航空航天领域对安全性的要求极高，航空航天安全监控系统起着重要作用。

PLC在这一系统中的应用主要体现在对飞行数据的采集、处理和分析。

例如，在空中交通管制系统中，PLC可以实时采集飞行器的位置、高度、速度等数据，并通过PLC程序进行处理和分析。

PLC在飞机制造业中的自动化控制

PLC在飞机制造业中的自动化控制

PLC在飞机制造业中的自动化控制在飞机制造业中，自动化控制技术的应用越来越广泛。

其中，可编程逻辑控制器（PLC）作为一种灵活可靠的自动控制设备，发挥着重要的作用。

本文将探讨PLC在飞机制造业中的应用，并从不同的角度分析其优势和挑战。

一、PLC在飞机制造过程中的应用1. 飞机装配线控制PLC可以通过编程实现对飞机装配线的自动控制。

通过使用传感器和执行器，PLC能够监测装配线上的各个阶段，并控制相应的工作流程，例如机翼的装配、机身的焊接等。

这种自动化控制大大提高了装配线的效率和准确性，缩短了飞机制造的时间周期。

2. 生产过程监控通过与传感器和监控系统的结合，PLC能够实时监测生产过程中的关键参数，如温度、湿度、压力等。

当参数超出安全范围时，PLC可以自动发出警报并采取相应的措施，保证飞机制造过程的质量和安全。

3. 机器人控制在飞机制造中，机器人的应用成为一个不可或缺的环节。

PLC可以对机器人进行编程控制，使其能够自动完成复杂的任务，如焊接、涂装等。

借助PLC的精确控制能力，机器人能够提高工作的精度和效率，减少人为因素对飞机制造过程的影响。

4. 智能输送系统控制PLC可以实现对输送系统的控制，确保零部件在制造过程中的准确传输。

通过PLC的编程控制，输送系统可以自动调整运行速度，保证零部件的正确配送，提高生产效率。

二、PLC在飞机制造业中的优势1. 灵活可靠PLC具有高度可编程性，可以根据不同的需求进行灵活的编程和调整。

同时，PLC的可靠性较高，能够在恶劣的工作环境下正常运行，保证飞机制造过程的稳定性和连续性。

2. 减少人工干预PLC的自动化控制能力可以减少对人工干预的需求，降低了人为因素对制造过程的影响。

这不仅可以提高飞机制造的准确性和一致性，还可以减少生产过程中的人力成本。

3. 快速响应和调整由于PLC具有快速的响应能力，它能够及时对生产过程中的异常情况做出反应，并进行相应的调整。

这有助于加快制造周期，提高生产效率。

西门子s7-200plc在飞剪电气控制系统中的应用

西门子s7-200plc在飞剪电气控制系统中的应用

西门子S7-200PLC在飞剪电气控制系统中的应用何小书郝俊强（北京二十一世纪科技发展有限公司100096）[摘要]介绍西门子S7-200CN PLC在铝带材横切机组的电气控制系统中的应用，特别是旋转式飞剪的系统组成、控制方法和数学模型、程序设计思想及实际效果。

关键词旋转式飞剪、全数字直流调速装置、PLC、定尺Application of SIEMEMS S7-200CN PLC in the electric system of cut to length machine and rotating flying shear for aluminum sheetAbstract：The electric control system of cut to length machine for aluminum sheet was introduced. The rotating flying shear for aluminum sheet, control method and mathematical model, program design, applied really result and siemens S7-200CN PLC was mainly described.Keywords：rotating flying shear；fully digital microprocessor-controlled DC variable speed drives；PLC；setting scale铝带材横切机组的主要工作是将经冷轧机轧制完毕的铝带材切去头尾、切边、矫直、横切、垛板。

主要设备有开卷机、切头剪、圆盘剪、矫直机、飞剪、皮带机、垛板台等。

飞剪是其中的关键设备，它在保证剪刃和机列其它设备及带材的速度同步配合的情况下，将平动中的带材按要求的定尺进行高精度的剪切。

图1横切机组的主要设备组成简图。

飞剪的应用与自动控制原理方法

飞剪的应用与自动控制原理方法

飞剪的工作原理吕建东2014年3月18号飞剪的逻辑控制过程由PLc系统实现，在上位机系统可设定定尺剪的控制参数(其中包括定尺的长度Ll、定尺数量N、剪切因子等)、启动，停止，测试定尺剪，在生产过程中，由18#机架后面的热金属探测器检测到钢材头部的时间Tn，同时开始计时，根据时问和成品机架的线速度S、热金属探测器到定尺剪交叉位之间的距离LO 可以计算出定尺剪启动剪切的时间点Tn+1。

其中：Tn+1=Tn+(LO+L1‘N)／SPLC系统根据不同的速度、品种规格计算和优化出最佳的剪切曲线㈣，通过DP总线把速度的给定值传送到定尺剪的直流传动系统，完成每一个剪切周期。

1硬件构成及功能棒材生产线一般配置三台剪子，本生产线根据实际的需要增加了一台飞剪，因此本系统又四台飞剪，分别为1#、2#、3#、3B#剪，l#、2#飞剪用于生产过程的切头、切尾、碎断，3#、3B#剪根据上位机系统的设定完成不同规格品种的定尺剪切，把轧件跟据预先设定的长度按不同的倍数进行剪切，分段送到冷床，确保定尺的精度，以提高定尺率，优化产品的技术经济指标。

飞剪动作执行过程包括剪切及定位。

飞剪在正常剪切过程下有三个可能运行状态(运行速度)：自动速度、碎断速度、测试速度。

在生产过程中使用最多的之中状态是自动状态。

碎断速度的使用是轧件在生产过程如果出现不正常现象，需要对轧件进行碎断处理时用到。

测试速度主要是作为准备生产前对设备时候正常状态的测试。

飞剪系统由两部分组成：一是直流传动装置，二是逻辑控制单元(属于基础自动化级)。

飞剪的自动速度匹配信号是基础自动化级给定的。

飞剪在剪刀位置安装由位置检测编码器和定位接近开关，在剪机前有热会属探测器。

它的基本原理是：当有轧件来时，热金属检测器HMD检测到轧件信号后，飞剪电机经过启动延时，以超前于前一架轧机线速度一定量的速度启动，达到自动剪切速度值，先加速后匀速，运行至剪切点时，剪刃闭合，对轧件进行剪切。

然后，飞剪进入定位过程。