近些年來，隨著我國的電力、電器行業(yè)的迅猛發(fā)展，對材料提出了新的技術(shù)要求，帶動了銅加工行業(yè)的加工工藝的進步。我們參與完成了銅加工設(shè)備中名為“無氧銅桿連鑄機組”的關(guān)鍵設(shè)備的電控系統(tǒng)的開發(fā)生產(chǎn)。 所謂的無氧銅連鑄，是先將銅在400KW的中頻加熱爐中融化，銅水表面始終覆蓋著一層木炭粉，將銅水與氧氣隔絕，而后在冷卻水套中結(jié)晶成銅桿，通過牽引實現(xiàn)連續(xù)鑄造。這樣工藝生產(chǎn)出的銅材導(dǎo)電性能好，線路損耗低，已經(jīng)受到行業(yè)的認(rèn)可。 電控系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成銅桿從上引連鑄 、牽引、卷繞成盤的流水線的整個生產(chǎn)過程的控制。其中伺服電機帶動減速機和及其他機械結(jié)構(gòu)將銅桿向上牽引，實現(xiàn)連續(xù)鑄造；再由變頻器帶動機械對鑄造好的銅桿實現(xiàn)牽引、卷繞、完成盤狀包裝。 由于這種冶煉設(shè)備都連續(xù)24小時不間斷運行，一般日產(chǎn)20噸Φ8mm銅桿，產(chǎn)量大，產(chǎn)值高，所以對機組的可靠性要求也很高。設(shè)備一旦由于故障而停機，為了避免爐中的銅水冷卻凝固后與爐子結(jié)為一體，必須要通電保溫，光一天的電費損失就高達5000元人民幣。由于停機造成大量的廢銅也是一大筆損失。同時，該種設(shè)備的工作環(huán)境卻相當(dāng)惡劣：現(xiàn)場環(huán)境溫度極高，距離中頻加熱爐旁2米的環(huán)境溫度還要達到50℃，會加速電器元件的老化；炭粉、灰塵等導(dǎo)電顆粒可能會影響觸摸屏、PLC、伺服驅(qū)動器等電器元件的正常工作。這樣的環(huán)境已經(jīng)超越了一般電器產(chǎn)品的環(huán)境要求，但產(chǎn)品一旦發(fā)生故障又會帶來損失和不良的反響，這樣的設(shè)備對我們及選用的產(chǎn)品來說都是一種考驗。 為此，我們經(jīng)過了廣泛的市場調(diào)查，進行了實物試驗，并進行了方案論證。我們 終采用了抗干擾能力強、性價比較高的日本富士電機公司的觸摸屏和可編程控制器來控制交流伺服系統(tǒng)和變頻器，組成整個項目的電氣控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)控制框圖: 2# 上引連鑄 機構(gòu)單元 RS485 通訊模塊 RS485 通訊模塊 RS485 通訊模塊 牽引與卷繞機構(gòu)單元 1# 上引連鑄 機構(gòu)單元 電控系統(tǒng)主要分兩大組成部分：
1. 銅桿上引部分。
2. 銅桿牽引卷繞成盤部分。 以下對于各部分的控制要求與電氣系統(tǒng)組成予以分別的說明。
一：銅桿上引部分： 上引系統(tǒng)硬件構(gòu)成及控制框圖： 1# 上引機構(gòu)組成 2# 上引機構(gòu)組成 富士可編程控制器 SPB 交流伺服系統(tǒng) 富士觸摸屏 UG20 富士可編程控制器 SPB 交流伺服系統(tǒng) 機械部分 富士觸摸屏 UG20 機械部分 上引部分由如上控制框圖所示的兩套完全獨立的機構(gòu)組成，通過觸摸屏設(shè)置上引的位置控制量、上引的速度，以及作為整個系統(tǒng)故障及運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)顯示。通過可編程控制器完成速度與牽引距離的浮點數(shù)算法，然后通過PLS1這條高級脈沖輸出指令完成上引的控制過程。上引節(jié)距的控制精度為0.01mm, 速度 高可達到3m/min。由于SPB系列的PLC具有 100kHz的輸出頻率，很輕松地控制伺服電機實現(xiàn)高速、高頻的運行與停止，保證了上引的速度與精度。
二：銅桿牽引與卷繞部分： 這部分負(fù)責(zé)將前面連續(xù)鑄造出來的12根銅桿，通過12個變頻器牽引，再通過另外的12個變頻器來進行卷繞控制，實現(xiàn)成品的繞盤， 終形成盤狀包裝。
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