上海敏研機電科技有限公司
2009年4月27日
一、飛剪電控系統結構
鋼帶飛剪機組主要機械設備包括開卷機、夾送輥、矯直機、測量輥、送料輥、飛剪、皮帶運輸機和垛板機等。剪切寬度1200毫米；剪切厚度1．0～4．0毫米；剪切長度0．5～4米；最大剪切速度60米／分。要求板材長度誤差(剪切精度)在±0.5毫米之內。電控系統的核心部分是飛剪剪刃的位置和速度控制。
2．1 直流傳動控制系統
飛剪、送料輥、矯直機及開卷機采用西門子的6RA70（歐陸590P）四象限全數字直流調速系統。
2．2 交流傳動控制系統
皮帶運輸機采用西門子的MM440變頻器。
2．3 伺服驅動系統
飛剪采用西門子S120統一驅動裝置。（伺服運行）。
控制器有位置控制和速度控制兩種控制模式。本系統采用位置控制模式,運行時接受可編程控制器PLC 內置的高速脈沖發生器發出的高頻脈沖,由脈沖數決定伺服驅動器所驅動的伺服電機的轉動角度,脈沖頻率決定伺服電機的轉動速度。
2．4 可編程控制器
控制系統采用一套SIEMENS的s7—300 PLC（CPU317）控制器，具有高速浮點運算功能。
由于可編程控制器PLC 體積小、功能全、抗干擾能力強、可靠性高、編程簡單,并可進行積木式系統集成,同時考慮到性價比及連網簡便等因素,本系統決定采用西門子公司的S7 300 系列PLC 作為系統的主控制單元。
2．5 計數模塊
采用FM350—1高速計數單元。
2．6 人機界面
采用西門子HMI 人機界面觸摸屏進行原始數據的輸入設定、產品行走速度和故障報警等的顯示以及手動剪切操作等。
2．7 通訊控制
系統采用PROFIBUS—DP現場總線技術，實現對所有直流傳動模塊以及可編程序控制器遠程子站的控制。
二、飛剪控制的原理
帶材經過開卷機、夾送輥、矯直機，由送料輥勻速送入飛剪本體。飛剪剪刃由上下兩個擺臂同步帶動兩個剪刃沿帶材運行方向做周期性圓周運動。如圖2所示，以上、下剪刃分別在最上、最下點作為初始點A，在上、下剪刃分別到達最下、最上點時嚙合，完成剪切工作這一點作為剪切點S，帶材在剪刃兩次經過剪切點S期問走過的距離就是剪切長度。要完成剪切，
——剪刃啟動前帶材走過的長度；
、——帶材在剪刃從A點加速至B點期間走過的長度及所用時間；
、——帶材在剪刃從B點勻速運行到剪切點S期問走過的長度及所用時間；
——預定的剪切長度；
、、——剪刃加減速和穩速運行所走過的弧長；
——剪刃完成一次閉環運行所走過的圓周長；
——剪刃到達剪切點前勻速運行的速度；
——帶材勻速運行的速度；
——剪刃加速度。
從上述條件和示意圖可以得出以下結論：
① 必須保證剪刃在到達剪切點S時的水平運動速度和帶材的速度相同，此時帶材恰好走到所要求的剪切定尺長度。這是保證剪切精度和不損壞剪刃的必要條件；
② 剪刃在剪切時走過一個圓周長所用時問總和必須小于帶材勻速走過一個剪切長度所用的時問。
三、系統功能
根據設定的板材剪切長度完成定長剪切控制,系統要求動態剪切定長根據實際生產需要本系統主要完成以下任務:
(1) 按照剪切的動作要求實現配合整條生產線主命令自動連鎖控制,以及單機手動和自動控制。
(2) 剪切系統故障檢測及保護,如剪切不斷、刀架行走越過前后行程范圍等。
(3) 自動記錄每班剪切數量,并可根據設定的生產任務(根數或米數) 自動停機。
本控制系統可完成剪切控制：
開平機飛剪,包裝剪切、線材剪切、管材剪切、板材剪切及鋼坯剪切等。
四、技術參數及系統特點
技術參數：
剪切精度：±0.5 mm(加減速段),+/-0.3mm穩速運行.
鋼板厚度：0~3mm
剪切速度：60m/min(開平機飛剪)
系統特點：
低成本,多種應用功能；
最高encoder輸入頻率300kHz；
響應時間 120μ sec；
結構簡單，對傳動機械的精度要求不高，而且成本低；
操作容易，節省工人的操作時間，提高工作效率；
精度高，誤差小；
可以自由輸入訂單，安排生產，生產過程中自動換單；
實時顯示裁切長度，生產數量，速度，剩余數量。
五、開機前的準備工作
1. 對現場進行通電，檢查PLC和傳動裝置的運行狀態，是否有報警。
2. 設置運行參數，檢查設定長度，根據運行的要求，設定主要運行長度、備用運行長度、主要計數值和備用計數值，設置系統點動的速度，注明本速度是最高運行速度的百分比。
3. 在第一次運行時，按下屏幕上的點動按鈕，讓飛剪空運轉一段時間，這樣確保原點的準確性。
六、運行操作步驟
1. 當板材走過測量輥時，放下測量輥，此時開始計長。
2. 當走到適當的時候，板材過剪刃200毫米，這時按下自動按鈕，此時剪切機做切頭處理，這時機器處于正常運轉。
3. 換長度時，選擇備用的設定值，這時在一個剪切行程完后，第二張板在下個行程剪切。
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