【正文】 大一部分還是國外篩選出來的次等品，加上其它外圍元件（如電阻、電容等）的參數(shù)離散性也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過篩選配對等技術處理，因此這樣的產(chǎn)品很難做到很好的一致性和高可靠性，因為任一元件的參數(shù)偏離設計要求都會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。所謂單片機系統(tǒng)就是采用目前市場上的單片機 CPU 及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設計電路板，最終設計成一臺簡易的計算機系統(tǒng)，并在此基 礎上設計程序以達到所要求的控制功能。 d、 牽拉節(jié)矩 它是一個周期中坯料被牽拉的凈長，可由 (1)， (2)可以導出 ? ?? ?2 1 1m ABmR f s aytpk? ???? (24) 其 R 為牽引輥半徑 p 為電動機極對數(shù) ， mk 為機械減速比 ， S 為電動機轉差率 ， mf 為VVVF 電源的輸出頻率， mf 、 ABt 和 ? 可供優(yōu)化選擇。 b、 反推時間與牽拉時間的比值 CDABtt?? (23) 顯然， ? 愈小，生產(chǎn)率愈高，但從鑄坯在結晶器中所受的摩擦阻力 和在結晶過程中 對坯料內應力控制方面考慮， ? 的設置是必要的，它的取值不能太小，較佳的 ? 才有較 好的截面晶粒品相，根據(jù)調試經(jīng)驗， ? 的最佳范圍在 1:3— 1:4。VmV / ( m m ? s 1)t / s 圖 24 引錠機構速度變化波形圖 ABt 為牽拉時間， BCt 為牽拉停止時間， cdt 為反推時間， DAt 為反推停止 時間中速度波形有兩次升和降，它是由 VVVF 電源中頻率的升降速率所引起的，時值 。 引錠工藝參數(shù)： a、 牽引周期 T ? ?21 mm mR S fV pk? ?? (21) R 為牽引半徑， p 電動機級對數(shù)， mk 機械減速比， S 電動機轉差率， mf 為 VVVF 電源的輸出頻率。其二，在引錠機構動作的控制模式上，既可使用自動連續(xù)運行，也可以手工點動控 制。 連續(xù)鑄造工藝過程 連續(xù)鑄造工藝指的是將具有合適溫度的待鑄熔體導入通水強迫冷卻的結晶器中 , 當熔體凝固成具有一定強度的凝殼后 , 借助于引 錠桿和牽引輥將已凝固的坯料連續(xù)地拉出結晶器 , 而當坯料達到其所設定的長度時 , 將被同步地自動切斷。 用水平牽引連鑄工藝替代目前國內尚廣為沿用的垂直牽引連鑄工藝是一項革新的趨勢，因它省去了一道對產(chǎn)品校直的工序，如何為水平牽引連鑄工藝配套引錠機構的驅動控制有多種方案可供選擇。通過變頻器可任意改變電源輸出頻率從而任意調節(jié)電機轉速 ,實現(xiàn)平滑的無級調速。故須采用帶專用于散熱的恒速風扇的專用電動機，考慮到變頻器供電的特殊性，我們選用專用的變頻調速電動機。并可在線調整工藝參 數(shù)、改變鑄造速度、牽引頻率和節(jié)距。 T 1T 2T 3T 4tv 圖 22 電動機運行時間要求 控制要求如下 : （ 1）設置四段時間 T1— 正向牽引時間、 T2— 正向停止時間、 T3 反向后推時間和 T4—反向停止 時間； （ 2） T1, T2, T3, T4 時間在 []秒間獨立可調； 7 （ 3）電機用變頻器進行變頻調速； （ 4）起動從 T1 開始，停止在 T2 進行； （ 5）有正、反向點動控制，點動速度單獨可調； （ 6）頻率調節(jié)范圍 0~100Hz，頻率調節(jié)精度 。 6 PLC控制器V V V F 變 頻 器水 平 牽 引 連 鑄 設 備減 速 箱工 頻 電 網(wǎng)頻率給定變 頻 電 機M 圖 21 圖 基于 PLC 的銅材成型機控制系統(tǒng)的框圖 根據(jù)銅加工生產(chǎn)工藝技術與裝備對拖動電機的要求，牽引機構在每個周期中速度的變化規(guī)律包含四個時段，如圖 22 所示。這種方案與采用晶閘管整流器和直流電機，配以測速發(fā)電機構成閉環(huán)直流調速驅動方案相比，在性能和價格相當?shù)臈l件下，具有可靠性高、節(jié)約電能、維護工作量小的優(yōu)點；與采用工業(yè)計算機控制交流伺服電動機的方案比同樣具有可靠性高、節(jié)約電能等優(yōu)點的同時，還具有投資省、維護工作量小的優(yōu)點 [3]。因此針對客戶群的實際，開發(fā)一種采用新型數(shù)控變頻技術的水平牽引連鑄設備就顯得尤為必要。在這個設計中 ， 我 們要對進行一系列的方案比較與選擇 ， 從中選擇出適合的方案。 ⑶、系統(tǒng)起動從牽引階段開始，系統(tǒng)停止在停牽階段內完成。水平牽引機構的推拉時間比為 1: 3 ~1: 4，連鑄周期為 5 ~ 20 s，牽引節(jié)矩為 10 ~ 40 mm。其二，在引錠機構動作的控制模式上，既可使用自動連續(xù)運行，也可以手工點動控制。 本課題的主要研究內容 本課題瞄準世界銅材加工最先進的水平牽引連鑄工藝，將成熟的現(xiàn)代交流變頻調速和 PLC 控制技術與先進的水平牽引連鑄工藝相結合，研發(fā)出一種適合中 小企業(yè)使用的銅材 水平 牽引成型設備。 本課題主要研制銅材連鑄水平牽引機的監(jiān)控系統(tǒng)，使銅型材在結晶器中的阻力減小，銅型材在結晶過程中晶粒細化，從而提高成材率。 4 銅材牽引機控制系統(tǒng)的現(xiàn)實意義和價值 目前國內多數(shù)中，小型鋼材加工企業(yè)目前所用的工藝是垂直牽引連鑄，設備仍然靠爐振、打鏈 蕀輪或時間繼電器來實現(xiàn)拉停牽引，用普通交流電機拖動和機械齒輪變速。 面臨以上及資源短缺問題，我國銅加工行業(yè)正在不斷通過技術創(chuàng)新、發(fā)展短流程工藝，來 提高自動化和連續(xù)化水平，節(jié)能減排，特別是發(fā)展利用再生銅資源直接生產(chǎn)銅加工材技術，以確保中國銅加工工業(yè)繼續(xù)穩(wěn)定、持續(xù)、快速發(fā)展。未來幾年國際銅加工業(yè)的發(fā)展趨勢是企業(yè)數(shù)量和規(guī)模不會有太大變化 ,產(chǎn)能和產(chǎn)量也不會有太大增長 ， 而產(chǎn)品品種會不斷增加 ,產(chǎn)品質量會更加精益求精、更加節(jié)能環(huán)保。最典型的是歐洲金屬公司 KME ，幾乎囊括了全部銅加工材品種，在世界主要 地區(qū)都設有分支機構，年銅加工能力達到 85 萬 t。因此形成了中國銅材加工工業(yè)大而不強、大而不精的狀況，結構性矛盾十分突出，造成了國民經(jīng)濟所需高、精、尖產(chǎn)品主要依靠國外進口的尷尬局面。 國內多數(shù)中、小型銅型材加工企業(yè)目前所用的工藝是垂直牽引連鑄，設備仍然靠爐振、打鏈棘輪或時間繼電器來實現(xiàn)拉 停牽引，用普通交流電機拖動和機械齒輪變速。尤其是我國銅加工業(yè)發(fā)展更是迅速，使我國成為了世界上重要的銅材生產(chǎn)、消費和貿(mào)易大國，產(chǎn)量已連續(xù)五年居世界第一位，品種不斷增加，產(chǎn)品質量逐年提高，工藝技術創(chuàng)新十分活躍，現(xiàn)代化的銅加工工業(yè)體系已初步建立和形成?？梢酝ㄟ^編寫程序改變電機拖動的速度、改變牽引頻率和節(jié)距。 本次課題所設計的水平牽引電控系統(tǒng)可以很好的 解決之前一般的控制系統(tǒng)響應時間較長 精度不夠 沒有人機界面等問題。結合上面所述，立足于長遠的考慮，本次課題實現(xiàn)方式也將采用上面兩者的結合來完成相應的部分的設計。 在銅材成型機控制系統(tǒng)中，調速裝置也是一個關鍵部分，它的選擇不但涉及到資金、技術問題，同時也關系到生產(chǎn)的安全性。本課題主要研制銅材連鑄水平牽引機的監(jiān)控系統(tǒng)，使銅型材在結晶器中的阻力減小，銅型材在結晶過程中晶粒細化，從而提高成材率。 目前國內多數(shù)中，小型鋼材加工企業(yè)目前所用的工藝是垂直牽引連鑄，設備仍然靠爐振、打鏈蕀輪或時間繼電器來實現(xiàn)拉停牽引，用普通交流電機拖動和機械齒輪變速。成為世界重要的銅材生產(chǎn)、消費和貿(mào)易大國。 frequency control of motor speed。 關鍵詞 ：變頻器； PLC；變頻調速； VVVF II The Design of Level Electrical Traction of Copper Molding Machine Control System Based on PLC Abstract The research of this paper based on efficient and Low consumption new technology of Copper processing， exploit Reliably Auto control systemDesign of Level Electrical Traction of Copper Molding Machine Control System Based on PLC. The paper introduce frequency variation Motor replace Furnace vibration Hit chain、 Ratchet or Relay with Draught、 Stop and Reverse thrust. Achieve simple and accurate technology. Use DSP control Draught Motor to Rotation、 Stop、 Reverse at and stop， at the same time， we achieve the Motor four Beats by control the time of the four Status. And increase yield、 reduce cost by change speed of foundry, frequency and pitch of draught on line. This paper first introduces the subject of the task of designing. Then, according to the mission requirements, we will do the monitoring system hardware selection, especially the choice of the PLC model. Then, we make the designs on the PLC automatically operation, single stroke operation, manual controlling of programs, Analyzes the fourstep unique process of draughtstoppushstop in device function of traction machine. Based on the process, the traction machine drive control system was designed in which craftwork parameters can be pleted online, pleted by the singl,chip puter controller, VVVF and frequency altering speed variation asynchronous motor. The system prossesses high quality,stable and reliable function of successive foundry craftwork. The theoretical illumination to some key problems in d,signing was supplied, which is helpful to the development of domestic horizontal successive foundry industry. III Keywords: inverter。然后根據(jù)任務要求，對監(jiān)控系統(tǒng)的主要硬件做了選型，尤其是對 PLC 型號的選擇。并可以在線改變 鑄造速度、改變牽引頻率和節(jié)距，從而提高成材率、降低生產(chǎn)成本。本文采用變頻電機實現(xiàn)拉、停、反推來取代爐振、打鏈、棘輪或繼電器方式，做到工藝既簡單且準確。 I 基于 PLC 的銅材成型機水平牽引電控系統(tǒng)的設計 摘 要 本文研究的是基于高效、低耗的銅材加工新技術和新工藝，開發(fā)出自動、可靠的控制系統(tǒng) — 基于 PLC 的銅材水平牽引變頻調速控制系統(tǒng)。本課題主要研制銅材連鑄水平牽引機的監(jiān)控系統(tǒng)，使銅型材在結晶器中的阻力減小，銅型材在結晶過程中晶粒細化，從而提高成材率。采用 PLC 編程控制牽引電機的正轉、停止、反轉、停止，同時通過控制這四種狀態(tài)的時間來實現(xiàn)牽引電機四節(jié)拍動作。 本文首先介紹了課題設計的任務。接著，本文對 PLC 的自動運行、單行程運行、手動運行的控制程序做了具體的設計， 分析了在設備運行中引錠機構牽拉 — 停牽 — 反推 — 停推四節(jié)拍的獨特流程，并在此基礎上設計出可以在線優(yōu)化工藝參數(shù)的由 PLC、 VVVF 和變頻調速異步電動機組成的引錠機構驅動控制系統(tǒng) ， 實現(xiàn)了連鑄工藝的優(yōu)質、穩(wěn)定和可靠運行 ， 針對設計中的幾個鍵問題提供了理論上的說明 ,有助于國內銅型 材水平連鑄產(chǎn)業(yè)的技術更新和發(fā)展。 PLC。 VVVF IV 目 錄 引 言 .......................