摘 要：我公司是2002年組建的集電爐、精煉、連鑄、連軋四位一體的短流程生產(chǎn)線，2008年軋鋼線為了提高鋸切生產(chǎn)效率進(jìn)行設(shè)備改造，在原有意大利POMINI公司設(shè)計(jì)的1號(hào)磨切鋸旁安裝一臺(tái)2號(hào)磨切鋸。本鋸采用的電氣系統(tǒng)，其直流調(diào)速系統(tǒng)采用西門子公司生產(chǎn)的6RA70直流裝置；PLC系統(tǒng)采用的是西門子S7-400型PLC進(jìn)行控制；鋸機(jī)前進(jìn)、后退控制采用國產(chǎn)北京億美博公司生產(chǎn)的PPC01新型可編程通用數(shù)字控制器，省略了復(fù)雜的比例閥與傳統(tǒng)的液壓缸、位移傳感器、PLC控制系統(tǒng)，完全滿足冶金企業(yè)生產(chǎn)需求，生產(chǎn)至今運(yùn)轉(zhuǎn)良好。文章介紹了一種新型數(shù)字液壓缸的結(jié)構(gòu)、工作原理及其在冶金企業(yè)磨切鋸中應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：PPC01；數(shù)字缸；磨切鋸

1 磨切鋸系統(tǒng)全貌

2 系統(tǒng)介紹

2.1 鋸機(jī)主電機(jī)采用南京電機(jī)廠制造的430千瓦直流電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸用聯(lián)軸器與減速機(jī)連接，鋸片直徑1250MM最大切割線速度可根據(jù)鋸片廠家提供的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可在0～100之間調(diào)整，調(diào)整參數(shù)須在西門子TP177A觸摸屏進(jìn)行。驅(qū)動(dòng)器采用SIMENS 6RA70 1200A直流調(diào)速系統(tǒng)，通過profibus總線與PLC建立通訊，采用直流永磁式發(fā)電機(jī)把速度反饋給調(diào)速裝置。

2.2 PLC采用SIMENS公司S7-400系列，在6RA70、觸摸屏、現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)作反饋及執(zhí)行等進(jìn)行全局的數(shù)據(jù)處理。PLC包括1個(gè)型號(hào)CPU412的CPU模塊；4塊SM421數(shù)字量輸入模塊；2塊SM422數(shù)字量輸出模塊；1塊FM450計(jì)數(shù)器模塊。

數(shù)字量輸入主要負(fù)責(zé)操作者從操作臺(tái)輸入的各種按鈕信號(hào)；液壓站、潤滑站的溫度及液位、鋸機(jī)動(dòng)作接近開關(guān)等；輸出模塊主要經(jīng)過程序處理的開關(guān)量輸出至繼電器，由繼電器控制各接觸器、液壓閥等完成鋸機(jī)由啟動(dòng)到鋸切等各個(gè)步驟過程。

計(jì)數(shù)器模塊：安裝在鋸機(jī)升降擺角中心軸上安裝有同軸增量型編碼器，鋸機(jī)在低頭開始計(jì)數(shù)直到鋸片擋住漫反射型光電發(fā)射器發(fā)出的光束，這時(shí)FM450模塊停止計(jì)數(shù)，根據(jù)所記數(shù)值隨時(shí)計(jì)算出每次鋸切之前鋸片的直徑，并隨時(shí)調(diào)整主電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使磨切鋸砂輪片的外沿線速度始終保持恒定值（即，操作者在HMI上設(shè)定的砂輪片線速度）。

2.3 鋸機(jī)進(jìn)給控制采用北京億美博科技有限公司的PPC01可編程通用數(shù)字控制器，體積小重量輕，前面板為96mm×106mm的方形，長度為122mm

技術(shù)參數(shù)：最高這種微型傻瓜智能數(shù)字控制器是專門為數(shù)字缸配套的控制器，面板上只有幾個(gè)簡(jiǎn)單的操作鍵，可同時(shí)完成編程和操作，8 位數(shù)字顯示既可應(yīng)用于編程，也可進(jìn)行操作顯示和油缸運(yùn)行狀態(tài)顯示，十分直觀。性能參數(shù)如下：（1）控制軸數(shù)：?jiǎn)屋S；（2）編程條數(shù)：最大99條；（3）速度范圍：1-39999 個(gè)脈沖任意設(shè)定；（4）工作狀態(tài)：自動(dòng)、手動(dòng)、編程、參數(shù)設(shè)定狀態(tài)；（5）升速曲線：兩條；（6）多段行程編程；（7）自動(dòng)循環(huán)、自動(dòng)計(jì)數(shù)和跳轉(zhuǎn)功能；（8）顯示功能位數(shù)：8位數(shù)碼管顯示；（9）6個(gè)輸入點(diǎn)和 3個(gè)輸出點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)外控、故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警、互相連鎖 ，通過參數(shù)設(shè)定和編程，在A操作和B操作端子上加開關(guān)可執(zhí)行外部中斷操作；（10）可單獨(dú)控制、多臺(tái)聯(lián)動(dòng)和PLC 集中控制；（11）手動(dòng)運(yùn)行功能：可手動(dòng)在PPC01上操作，以實(shí)現(xiàn)鋸機(jī)前進(jìn)后退；（12）電源：AC220V；（13）外部操作功能：由前面板可以看出，此控制器有11個(gè)發(fā)光二極管組成的指示燈，每一個(gè)指示燈指示的是后面接線端子輸入/輸出的狀態(tài)。CP：當(dāng)步進(jìn)脈沖信號(hào)指示；DIR：電機(jī)方向電平（控制數(shù)字缸桿的進(jìn)出方向）；

眾所周知，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，絕大部分（80%以上）是速度控制、加速度控制、點(diǎn)到點(diǎn)的位置控制以及互相之間有一定連鎖關(guān)系的邏輯控制等等，比如大量的自動(dòng)化裝配作業(yè)線，各種機(jī)械手，各種工作主機(jī)以及機(jī)械、液壓、冶金、水利、電力、建筑、石油、軍工等等領(lǐng)域的自動(dòng)化控制，絕大部分都是這種系統(tǒng)。這種專門與數(shù)字缸配套、而為非自動(dòng)化專業(yè)的編程人員設(shè)計(jì)的多功能控制器，正好完成這些功能，每個(gè)控制器控制一個(gè)數(shù)字缸，它沒有復(fù)雜的指令，編程人員只需記住幾個(gè)簡(jiǎn)單的指令，輸入油缸運(yùn)行的一些基本參數(shù)即可，即可實(shí)現(xiàn)油缸軟啟動(dòng)、軟停車以及多種速度控制和多點(diǎn)位置控制，還解決了液壓傳動(dòng)中的沖擊振動(dòng)、噪音、故障監(jiān)測(cè)等一系列難題?？刂破髦g還可以互相連鎖，協(xié)調(diào)動(dòng)作，完成復(fù)雜的多油缸協(xié)調(diào)控制功能。該控制器編程十分方便靈活，任何一個(gè)具有中學(xué)以上學(xué)歷的人，只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可掌握，大大降低了液壓和自動(dòng)控制的門坎，解決了大部分液壓控制和自動(dòng)控制普及難的問題。

本機(jī)程序指令表如下：

當(dāng)系統(tǒng)全部上電后并啟動(dòng)液壓、潤滑、主機(jī)等滿足鋸切條件后，操作者在操作臺(tái)上按下自動(dòng)開始按鈕，CPU接到鋸切指令后，由主系統(tǒng)S7-400CPU支配夾鉗、升降等電磁閥動(dòng)作，夾緊鋼材后發(fā)給數(shù)字缸控制系統(tǒng)（啟動(dòng)）信號(hào)，數(shù)字缸開始按照上圖所示動(dòng)作進(jìn)行前進(jìn)鋸切，數(shù)字缸鋸切結(jié)束后，數(shù)字缸控制器發(fā)給主系統(tǒng)一個(gè)（鋸切完畢）開關(guān)量信號(hào)，并停留等待直到接受到主系統(tǒng)的（允許返回）信號(hào)，才快速的將系統(tǒng)退回到原來的位置，同時(shí)發(fā)給系統(tǒng)一個(gè)（退回完畢）信號(hào)，等待下一次的鋸切任務(wù)，在運(yùn)行的過程中，如果前極限開關(guān)信號(hào)接通，系統(tǒng)無論在做任何操作，都會(huì)立刻中斷并停止，并且啟動(dòng)信號(hào)和允許退回信號(hào)無效，只有按下PPC01上的復(fù)位后才能重新開始重頭運(yùn)行。

3 結(jié)束語

這種國人自主研發(fā)的可編程控制器，只用一只體積小巧的數(shù)字缸控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字液壓缸即可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋸切速度的各階段控制，任何操作人員均可對(duì)位移程序進(jìn)行時(shí)時(shí)修改，無需專業(yè)編程基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單明了的操作指令非常適合在工廠大環(huán)境下使用，采用這種PPC01可編程可控制器控制的磨切鋸，自投入使用至今故障率極低，維修及更換部件簡(jiǎn)單價(jià)格低廉，在北興特鋼軋鋼切斷工藝設(shè)備中承擔(dān)了重要的角色，值得推薦。同時(shí)我也希望我們中國人自主研發(fā)的裝備能夠走出國門，超過國外發(fā)達(dá)國家技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]康瑞普磨切鋸電氣手冊(cè)，北京康瑞普冶金設(shè)備廠技術(shù)研究所，2002

[2]PPC01可編程通用數(shù)字控制器手冊(cè)，北京億美博科技有限公司，2000