[发明专利]一种基于PLC的重型全液压四辊卷板机电气控制系统

说明书

一种基于PLC的重型全液压四辊卷板机电气控制系统，采用Prufibus‑DP网络来实现PLC的集散控制，利用位置闭环控制算法和旋转速度闭环控制算法，应用PLC技术实现了对全液压四辊卷板机的自动控制。该控制系统能正常稳定运行，能准确自动控制升降辊的位置和上下辊的旋转速度，并解决了两个主驱动辊的速度匹配问题。

技术领域

本发明涉及一种基于PLC的重型全液压四辊卷板机电气控制系统，适用于机械领域。

背景技术

卷板机是对金属板材进行多道次连续弯曲，使板材产生永久性塑性变形的设备，具有卷制n型、U型、多段R等不同形状板材的功能，是容器类制造业必备的机械设备。在我国卷制钢板厚度180mm以下由电机驱动或机械和液压混合式驱动的卷板机已有厂家生产，但是卷制钢板厚度超过180mm以上的全液压卷板机在国内还没有厂家生产，尤其是机、电、液一体化的大规格卷板机在国内更是属于空白。近年来，石油炼化行业的发展对筒体类零部件提出了更高的要求，要求直径大、筒体钢板母材厚度增加、材料强度增高、筒体承受的压力提高，这些无疑对卷板机的设备能力提出了更高的要求。

发明内容

本发明提出了一种基于PLC的重型全液压四辊卷板机电气控制系统，采用Prufibus-DP网络来实现PLC的集散控制，利用位置闭环控制算法和旋转速度闭环控制算法，应用PLC技术实现了对全液压四辊卷板机的自动控制。

本发明所采用的技术方案是：

所述系统动力线路采用三相380V、50Hz交流电，控制回路采用220V交流电和24V直流电。控制系统采用现场总线与工业以太网(Ethernet)相结合的分布式控制结构，采用SIEMENSS7-400PLC作为主站，通过Profihus-DP网络连接SIEMENSET 200S分布式I/O远程站及Rexroth HNC100同步控制器；通过工业以太网连接SIEMENS MP377系列HMI Panel。

所述控制系统的电气控制中，下辊、两侧辊的每个液压缸上都装有位移传感器，实时检测辊的当前位置；上辊和下辊的旋转机构液压马达上装有编码器，实时检测上辊和下辊的旋转线速度。HNC100根据接收的PLC控制参数及位移传感器的位置反馈信号做下辊、侧辊升降的闭环控制，完成辊的自动升降动作；PLC根据接收的控制参数及编码器的旋转速度反馈信号做上、下辊旋转速度的闭环控制，完成上、下辊的自动旋转动作。

所述控制系统在卷板过程中，为了保证下辊和两侧辊的位置以及同一个辊两端升降的同步性，采用位置闭环控制。

本发明的有益效果是：该控制系统能正常稳定运行，能准确自动控制升降辊的位置和上下辊的旋转速度，并解决了两个主驱动辊的速度匹配问题。

附图说明

图1是本发明的四辊卷板机工作原理图。

图2是本发明的电气系统控制逻辑图。

图3是本发明的位置闭环控制原理图。

图4是本发明的旋转闭环控制框图。

图中：1. 前侧辊；2. 钢板；3. 上辊；4. 下辊； 5. 后侧辊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，该四辊卷板机主要机械组成为上辊、下辊、前侧辊、后侧辊、液压驱动装置、减速机、液压马达。上辊固定在机架之间，下辊位于上辊的正下端，两侧辊位于下辊的两侧。下辊和两个侧辊的升降运动由两端的液压油缸驱动。上、下辊均为旋转主驱动辊，上辊旋转采用多台液压马达输出扭矩、减速器合流的全液压驱动方式，下辊旋转采用单个液压马达、减速机传动结构。