摘 要：本文介紹基于AB 公司Powerflex700變頻器和ControlLogix5550控制器為核心，而組建的的精確鋼板定尺模型在濟鋼中板廠鋼板剪切自動定尺機系統(tǒng)中應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：Powerflex700、自動定尺、ControlLogix5550 1.前言 　　濟鋼中板廠精整南線鋼板定尺系統(tǒng)分別由2#定長、3#定寬、4#定長剪切機組成，實現(xiàn)鋼板的最后成品工序。剪切的成品質(zhì)量取決于鋼板定尺系統(tǒng)的定尺精度。中板廠2007年10月對定尺系統(tǒng)實行了全面的技術(shù)改造，實現(xiàn)了基于Powerflex700精確定位在自動定尺機模型系統(tǒng)中應(yīng)用。該模型綜合了矢量變頻、工業(yè)總線、多媒體人機接口、剪切數(shù)模、Powerflex700精確控制定尺技術(shù)等。該系統(tǒng)由20BC170AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3和 20BC105AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3兩種型號的變頻器。Rockwell RSLogix 5000控制器，圖爾克絕對值總線編碼器，設(shè)備網(wǎng)總線，執(zhí)行電機組成。 2. 基于Powerflex700精確定尺模型結(jié)構(gòu) 　　2.1、高集成的Powerflex700精確定尺模型框架 　　高集成的Powerflex700精確定尺模型的控制思路是，對定尺系統(tǒng)的定尺數(shù)據(jù)與Powerflex700變頻器的輸出建立起函數(shù)f（x）模型，通過L55 CPU對Powerflex700定尺進行動態(tài)的計算和調(diào)節(jié)?？偩€技術(shù)在定尺系統(tǒng)將電機執(zhí)行機構(gòu)、現(xiàn)場編碼器、操作臺、人機接口集成為一個有機整體，為“無縫”數(shù)據(jù)計算提供了有效的框架。 　　2.2、定尺模型硬件以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 　　定尺控制系統(tǒng)是有AB矢量變頻器20BC170AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3兩臺，20BC105AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3三臺，交流變頻電機5臺、圖爾克絕對值編碼器8.9080.1812.1001三臺，RSLogix 5000 CPUL55機架一套。FLEX遠程I/O三套、PanelView1000觸摸屏3套，上位機3臺。RSLogix 5000 CPU L55主要完成對定尺系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、計算、傳輸和矢量變頻器的控制，上位機和PanelView1000觸摸屏主要負責和PLC進行通訊，實施實時操作和監(jiān)控程序修改，系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)中采用三層控制結(jié)構(gòu)分別是控制平臺級、執(zhí)行設(shè)備級和傳感器級。 　　圖一控制網(wǎng)絡(luò)中1756-A17/A位于控制平臺的中央級，其余5、6、7、8、9、12#站位于分布于各個操作臺內(nèi)。 　　在圖二、執(zhí)行設(shè)備級中2、3、4、5、6#變頻器組成定尺機定尺系統(tǒng)的矢量變頻部分，分別對2、3、4號定尺系統(tǒng)進行傳動控制。 　　圖三部分主要是有8.9080.1812.1001總線編碼器組成，分別對各定尺機的位置進行檢測和數(shù)據(jù)的采集。 　　定尺控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括以太網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由上位機、中央集線器HUB和羅克韋爾運動控制臺上ControlLogix5550控制器的以太網(wǎng)模塊1756-ENET構(gòu)成以太網(wǎng)。由運動控制臺上ControlLogix5550控制器的設(shè)備網(wǎng)模塊1756-DNB/A模塊PowerFlex700變頻器以及其網(wǎng)絡(luò)通訊模塊構(gòu)成設(shè)備網(wǎng)。 　　2. 3、Powerflex700變頻器 　　如圖四Powerflex700變頻器是AB公司主推產(chǎn)品，主要應(yīng)用在三相感應(yīng)電機控制，Powerflex700具有卓越的網(wǎng)絡(luò)通訊能力，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化纖、石油、化工的行業(yè)。 3、軟件編程設(shè)計 　　3、1系統(tǒng)硬件編程組態(tài)以及程序塊設(shè)計 　　3、1、1系統(tǒng)硬件編程組態(tài) 　　該系統(tǒng)應(yīng)用Rockwell RSLogix 5000 V15.01版本軟件，進行硬件的組態(tài)，用功能圖形式進行了程序的編寫。定尺系統(tǒng)硬件組態(tài)圖，如圖五系統(tǒng)硬件組態(tài)圖，定尺系統(tǒng)以 及輔助設(shè)備在RSLogix 5000 V15.01硬件組態(tài)中全部反應(yīng)數(shù)來。外圍網(wǎng)絡(luò)擴展接口分別有1756-CNB/D、1756-DNB兩類模塊實現(xiàn)。 　　硬件組態(tài)說明： 　　1號CNB下有4個遠程Flexbus I/O和兩個多媒體觸摸屏分別是 　　5號站即為三號剪以及定尺系統(tǒng)控制臺分站; 　　6號站即為四號剪以及定尺系統(tǒng)控制臺分站; 　　7號站即為主控制室內(nèi)定尺系統(tǒng)1#分站; 　　8號站即為主控制室內(nèi)定尺系統(tǒng)2#分站; 　　2號CNB下有1個遠程Flexbus I/O和1個多媒體觸摸屏分別是 　　二號剪以及定尺系統(tǒng)控制臺分站和多媒體觸摸屏。 　　3、1、2軟件程序功能塊的分布和設(shè)計 　　考慮到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，我們設(shè)計以下程序功能塊，其時序是并列的，程序明了、簡單。 　　l Mainroutine功能塊即為主程序塊，對各子程序調(diào)用。 　　l DINGCHIBIAODING功能塊即為定尺機定尺數(shù)據(jù)標定程序塊。 　　l ERHAOJIAN功能塊即為二號定尺機定尺控制程序塊。 　　l SANHAOJIAN功能塊即為三號定尺機定尺控制程序塊。 　　l SIHAOJIAN功能塊即為四號定尺機定尺控制程序塊。 　　l ESLENGCHUANG功能塊即為輔助設(shè)備控制程序塊。 　　l NANSETREFERENCE功能塊即為定尺機定尺數(shù)據(jù)計算、轉(zhuǎn)換程序塊。 　　l YIHAOJIAN功能塊即為一號剪切機控制程序塊。 　　如圖六、程序功能塊分布設(shè)計中結(jié)構(gòu)布局。 　　3、2定尺模型的軟件實現(xiàn) 　　3、2總線編碼器位移數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和計算 　　總線編碼器安裝在機械轉(zhuǎn)軸上，直接反應(yīng)定尺系統(tǒng)的機械位置，編碼器在設(shè)備網(wǎng)中通過RSNetworx Devicenet 對編碼器屬性中各參數(shù)進行設(shè)置如下圖七： 　　編碼器在Devicenet中以Cnts為單位計算，總數(shù)為33554431Cnts單圈數(shù)為4096Cnts，總?cè)?shù)為8191圈數(shù)。對于當前Cnts數(shù)可以進行實時修改和實時數(shù)據(jù)的偏移。編碼器控制字在DNB中進行組態(tài)和設(shè)置，每個編碼器所用40bit,在DNB中需要兩個行間64bit空間，如圖八模型傳感器組態(tài)圖中所示。 　　Bit40位的取Local:10:I.Data[0]地址的32位表示當前編碼器狀態(tài)以及當前Cnts數(shù)，通過模型進行計算和轉(zhuǎn)換，最后得出定尺機當前實際數(shù),處理模型中包含數(shù)據(jù)修正和標定功能如圖九。 　　3、2、2 Powerflex700數(shù)學(xué)定尺模型控制軟件編程 　　定尺數(shù)學(xué)模型是建立在兩個對應(yīng)關(guān)系上，1、剪切定尺寸數(shù)與Powerflex700變頻器速度輸出之間的對應(yīng)關(guān)系，2、Powerflex700變頻器與交流電機矢量變頻關(guān)系。設(shè)鋼板定尺數(shù)為X，變頻器頻率輸出為Y,我們建立f（x）。確定了關(guān)鍵應(yīng)對應(yīng)關(guān)系后，通過RSLogix 5000平臺對整個系統(tǒng)的整合和完成定尺功能。保證系統(tǒng)的快速啟動，穩(wěn)定、滿速運行、制動狀態(tài)，電機停止。程序設(shè)計時，設(shè)定值與實際值之間進行數(shù)據(jù)比較，再取絕對值，方向在比較中取定，變頻輸出時進行計算、調(diào)節(jié)： 　　1、 大于設(shè)定差值1時全速前進f（x）=C 　　2、 小大于設(shè)定差值1時輸出按f（x）=計算值調(diào)節(jié) 　　3、 小大于設(shè)定差值2時輸出按f（x）= 計算值調(diào)節(jié) 　　當然差值區(qū)間、區(qū)間分段、設(shè)定根據(jù)實際情況進行設(shè)定設(shè)備合適的數(shù)據(jù)。通過梯形圖編程實現(xiàn)模型控制。 　　3、3定尺模型定尺系統(tǒng)的功能 　　基于Powerflex700精確定尺模型自動控制系統(tǒng)主要完成了定尺機機械位置定尺和位移的實時檢測，數(shù)字計算和邏輯控制及電機的矢量控制。操作人員通過上位機和終端實現(xiàn)人機接口。操作人員一個鍵就可完成鋼板長寬數(shù)據(jù)的設(shè)定，實際尺寸修改功能。 　　系統(tǒng)的主要功能有： 　　（1）鋼板尺寸的的設(shè)定和修正，標定。 　?。?）自動、手動操作。 　?。?）在寬度定尺機中快速返回。 　　（4）尺寸前后限位位置保護值的任意設(shè)定。 　?。?）控制系統(tǒng)故障綜合及報警、手動復(fù)位。 4、結(jié)束語 　　模型運用綜合效果就是操作工既能夠快速、準確定尺目標值，時間大大減少，加快的生產(chǎn)節(jié)奏。設(shè)備的穩(wěn)定運行強度大大降低維護強度。系統(tǒng)部分技術(shù)數(shù)據(jù)指標如下： 　　（1）控制精度：≤2mm 　?。?）定長范圍：5000～13500mm 　?。?）定寬范圍：1400～2600mm 　?。?）剪切速度：>90塊/小時 　?。?）平均故障時間：≤0.6小時/月 　　（6）成才率>99%