近些年來，隨著我國的電力、電器行業的迅猛發展，對材料提出了新的技術要求，帶動了銅加工行業的加工工藝的進步。我們參與完成了銅加工設備中名為“無氧銅桿連鑄機組”的關鍵設備的電控系統的開發生產。 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晶成銅桿，通過牽引實現連續鑄造。這樣工藝生產出的銅材導電性能好，線路損耗低，已經受到行業的認可。 電控系統負責完成銅桿從上引連鑄 、牽引、卷繞成盤的流水線的整個生產過程的控制。其中伺服電機帶動減速機和及其他機械結構將銅桿向上牽引，實現連續鑄造；再由變頻器帶動機械對鑄造好的銅桿實現牽引、卷繞、完成盤狀包裝。 由于這種冶煉設備都連續24小時不間斷運行，一般日產20噸Φ8mm銅桿，產量大，產值高，所以對機組的可靠性要求也很高。設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，該種設備的工作環境卻相當惡劣：現場環境溫度極高，距離中頻加熱爐旁2米的環境溫度還要達到50℃，會加速電器元件的老化；炭粉、灰塵等導電顆粒可能會影響觸摸屏、PLC、伺服驅動器等電器元件的正常工作。這樣的環境已經超越了一般電器產品的環境要求，但產品一旦發生故障又會帶來損失和不良的反響，這樣的設備對我們及選用的產品來說都是一種考驗。 為此，我們經過了廣泛的市場調查，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和變頻器，組成整個項目的電氣控制系統。 系統控制框圖: 2# 上引連鑄 機構單元 RS485 通訊模塊 RS485 通訊模塊 RS485 通訊模塊 牽引與卷繞機構單元 1# 上引連鑄 機構單元 電控系統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組成予以分別的說明。
一：銅桿上引部分： 上引系統硬件構成及控制框圖： 1# 上引機構組成 2# 上引機構組成 富士可編程控制器 SPB 交流伺服系統 富士觸摸屏 UG20 富士可編程控制器 SPB 交流伺服系統 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組成，通過觸摸屏設置上引的位置控制量、上引的速度，以及作為整個系統故障及運行數據、狀態顯示。通過可編程控制器完成速度與牽引距離的浮點數算法，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： 這部分負責將前面連續鑄造出來的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，實現成品的繞盤， 終形成盤狀包裝。
1．銅桿牽引部分： 銅桿牽引部分與前面的上引部分進行RS485的通訊，可以直接獲得連鑄的速度，以此作為基準速度，并接收與每一根銅桿相連的浮輥電位器的信號，以此獲得由于機械打滑等原因引起的線速度誤差。PLC將兩部分數據運算后，修正變頻器的速度，使牽引系統及時地將連鑄出來的銅桿牽引到繞盤部分。 由于SPB系列可編程控制器具有LINK-DATA的數據傳遞功能，能夠實現每一個處于RS485通訊網絡中的可編程控制器之間的數據共享，可以大大減少工程技術人員編制通訊程序的時間，極大地提高了編程效率。即使2套獨立的上引機構有不同的連鑄速度，也可以通過實時的數據傳送到牽引部分的PLC，使之及時調整變頻器的牽引速度。 而且，SPB系列可編程控制器的A/D模塊的轉換精度達到14位（16000/10V）的高分辨率，即使每一根銅桿的線速度有微量的速度變化，都能通過高分辨率的A/D模塊敏銳地捕捉到，使PLC能夠迅速修正。
掃碼加我微信
