CN108098107A - 一种方坯火焰切割机的电气控制系统 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
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Abstract

一种方坯火焰切割机的电气控制系统，充分利用西门子S7‑300系列PLC，结合ABB公司变频器，PLC和变频调速系统控制火焰切割机能满足连铸工艺对切割和传动系统的指标要求。该电气控制系统运行比较稳定、故障率较低、控制稳定、安全可靠，维护方便在连铸方坯生产中起到了重要作用。

Description

一种方坯火焰切割机的电气控制系统
技术领域
本发明涉及一种方坯火焰切割机的电气控制系统，适用于机械领域。
背景技术
铸坯切割处于炼钢连铸生产工序的末端，是整个连铸生产流程的结尾部分，它负责把铸坯按照轧钢机的要求切割成定尺或倍尺长度。因为要在铸坯连续生产运行中完成切割，所以切割装置必须与连铸坯同步运动。火焰切割机利用氧气和燃气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的。电气控制系统由PLC程序控制切割枪的摆动、切割车的随动和返回及自动计数定尺，最终实现自动切断铸坯。
发明内容
本发明提出了一种方坯火焰切割机的电气控制系统，充分利用西门子S7-300系列PLC，结合ABB公司变频器，PLC和变频调速系统控制火焰切割机能满足连铸工艺对切割和传动系统的指标要求。
本发明所采用的技术方案是：
所述电气控制系统选用西门子公司的S7-300系列PLC，CPU模板的型号选为CPU315-2DP，该PLC供电电源为DC 24V，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力，组合MPI/PROFIBUS DP主从接口，通讯模板选用CP 343-1，可直接使用以太网进行监控，输入模块的型号选为SM 322 D016xDC24V/0.5A，需两块。
所述电气控制系统的程序设计采用模块化编程思想，程序按照控制功能的不同，划分为车运动控制、割枪运动控制、气体控制、操作台灯显示、切割信号判断共计五个功能模块。
所述电气控制系统选用的是ABB公司通用型变频器-ACS143变频器，电动机Y802-8选取变频器ABBACS143-K75-3 0.37KW，电动机YSJ7134选取变频器ABBACS143-1K1-30.55KW。
本发明的有益效果是：该电气控制系统运行比较稳定、故障率较低、控制稳定、安全可靠，维护方便在连铸方坯生产中起到了重要作用。
附图说明
图1是本发明的小车电机变频控制原理图。
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，切割车在原位等待，冷却水打开，若操作盘面上相应指示灯亮，表示设备冷却水回路正常，系统可以工作。按下电源开关开，PLC各置位复位触发器复位。当铸坯达到定尺长度时，自动定尺装置将“定尺信号到”送入PLC，PLC发出切割工作指令，夹钳电磁阀得电，夹钳气缸动作夹紧铸坯，使切割车与铸坯同步运行。枪预热氧和枪预热燃气电磁阀得电，枪预热氧、枪预热燃气管路通，切割枪开始预热。预热3秒后，发出“切割信号”，枪切割氧电磁阀得电，枪切割氧管路通，切割枪转为切割火焰，切割枪电动机向前运行切割铸坯。当切割撞尺碰到切割枪前限位或切割车撞尺碰到切割车前限位时，发出“切割结束信号”。夹钳电磁阀失电，夹钳气缸带动夹钳臂松开，切割枪电动机停转，枪切割氧和枪预热氧及燃气电磁阀均失电，各气体管路关闭，切割火焰关闭，延时3秒，切割枪变频器得电，切割枪电动机得电，以设定的恒定速度反转返回碰到枪原位，停比。同时切割车变频器得电，切割车电动机得电，以设定的恒速反转快速后退；碰到车减速位时，切割车变频器转慢速继续后退到原限位，切割车制动器得电，切割车电动机停转，停比在原位上，完成整个自动切割过程，静候下一个切割指令。
从上述可以看出，其中切割机电气控制的逻辑部分由PLC程序控制来实现，而切割机的调速部分则选用高性能的变频器来分别控制切割车及切割枪电机的转速。
火焰切割机逻辑控制系统的控制核心是PLC，哪些信号需要输入到PLC，PLC需要驱动哪些负载，都会影响到整个控制系统I/O点数的分配。因此，I/O点数的确定，是设计整个PLC电气控制系统首先需要解决的问题。本系统是为一整套全自动火焰切割机而设计的，根据PLC的I/O点数使用原则，应预留10%~15%的I/O点以做备用。系统中实际需要的输入点数为31点，输出点数为30点，因此，笔者选用西门子公司的S7-300系列PLC，CPU模板的型号选为CPU315-2DP，该PLC供电电源为DC 24V，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力，组合MPI/PROFIBUS DP主从接口，通讯模板选用CP 343-1，可直接使用以太网进行监控，输入模块的型号选为SM 322 D016xDC24V/0.5A，需两块。
根据电气控制工艺要求，程序设计采用模块化编程思想。程序按照控制功能的不同，划分为车运动控制、割枪运动控制、气体控制、操作台灯显示、切割信号判断共计五个功能模块。程序执行时由主程序中的指令决定在什么情况下调用哪一个功能模块，以完成相应的工作任务。被调用的功能模块程序执行完后，返回主程序中的调用点再继续执行主程序。由于只是在需要时才调用相关程序块，大大提高CPU的利用率。
切割小车因为对起动、制动位置精度要求较高，固选用带有机械制动器抱ICJ的电动机。切割枪选用电气制动。
由于主电路的电源为工频电源，所以选择380V，三相50/60HZ的变频器。基于价格、稳定性等方面因素的考虑，火焰切割机电气控制系统选用的是ABB公司通用型变频器-ACS143变频器，电动机Y802-8选取变频器ABBACS143-K75-3 0.37KW，电动机YSJ7134选取变频器ABBACS143-1K1-3 0.55KW。
PLC通过向ABB-ACS143变频器发出小车/割枪前进和后退指令，从而控制电动机的转动方向，决定小车/割枪的前后运动；PLC通过向ABB-ACS143变频器发出小车/割枪高速和低速运行指令，从而问接控制电动机的转动速度，决定小车/割枪的高/低速运行。

Claims (3)

1. 一种方坯火焰切割机的电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统选用西门子公司的S7-300系列PLC，CPU模板的型号选为CPU315-2DP，该PLC供电电源为DC 24V，对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力，组合MPI/PROFIBUS DP主从接口，通讯模板选用CP343-1，可直接使用以太网进行监控，输入模块的型号选为SM 322 D016xDC24V/0.5A，需两块。
2.根据权利要求1所述的一种方坯火焰切割机的电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统的程序设计采用模块化编程思想，程序按照控制功能的不同，划分为车运动控制、割枪运动控制、气体控制、操作台灯显示、切割信号判断共计五个功能模块。
3. 根据权利要求1所述的一种方坯火焰切割机的电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统选用的是ABB公司通用型变频器-ACS143变频器，电动机Y802-8选取变频器ABBACS143-K75-3 0.37KW，电动机YSJ7134选取变频器ABBACS143-1K1-3 0.55KW。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108858393A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 南通理工学院 一种切割机控制系统
CN110773835A (zh) * 2019-10-31 2020-02-11 联峰钢铁（张家港）有限公司 一种切割机电机控制系统及控制方法

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