A06B-6090-H003電控系統(tǒng)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(chǎn)過程的控制。其中伺服電機帶動減速機和及其他機械結(jié)構(gòu)將銅桿向上牽引，實現(xiàn)
連續(xù)鑄造；再由變頻器帶動機械對鑄造好的銅桿實現(xiàn)牽引、卷繞、完成盤狀包裝。
由于這種冶煉設備都連續(xù)24小時不間斷運行，一般日產(chǎn)20噸Φ8mm銅桿，產(chǎn)量大，產(chǎn)
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(jié)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
A06B-6090-H003環(huán)境卻相當惡劣：現(xiàn)場環(huán)境溫度極高，距離中頻加熱爐旁2米的環(huán)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?？赡軙绊懹|摸屏、PLC、伺服
驅(qū)動器等電器元件的正常工作。這樣的環(huán)境已經(jīng)超越了一般電器產(chǎn)品的環(huán)境要求，
但產(chǎn)品一旦發(fā)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(chǎn)品
來說都是一種考驗。 為此，我們經(jīng)過了廣泛的市場調(diào)查，進行了實物試驗，并進行
了方案論證。我們最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(tǒng)和變頻器，組成整個項目的電氣控制系統(tǒng)
。 系統(tǒng)控制框圖: 2# 上引連鑄 機構(gòu)單元 RS485 通訊模塊 RS485 通訊模塊 RS485
通訊模塊 牽引與卷繞機構(gòu)單元 1# 上引連鑄 機構(gòu)單元 電控系統(tǒng)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(tǒng)組成予以分別的說明。 一：銅桿上引部分： 上引系統(tǒng)硬件構(gòu)成及控制
框圖： 1# 上引機構(gòu)組成 2# 上引機構(gòu)組成 富士可編程控制器 SPB 交流伺服系統(tǒng)
富士觸摸屏 UG20 富士可編程控制器 SPB 交流伺服系統(tǒng) 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(gòu)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(tǒng)故障及運行數(shù)據(jù)、狀
態(tài)顯示。通過可編程控制器完成速度與牽引距離的浮點數(shù)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(jié)距的控制精度為0.01mm, 速度最高
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(xiàn)高速、高頻的運行與停止，保證了上引的速度與精度。銅桿牽引與卷繞部分：
這部分負責將前面連續(xù)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(xiàn)成品的繞盤，最終形成盤狀包裝。 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(shù)據(jù)運算后，修正變頻器的速
度，使牽引系統(tǒng)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(shù)據(jù)傳遞功能，能夠?qū)崿F(xiàn)每一個處于RS485通訊網(wǎng)絡中的可編
程控制器之間的數(shù)據(jù)共享，可以大大減少工程技術(shù)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(gòu)有不同的連鑄速度，也可以通過實時的
數(shù)據(jù)傳送到牽引部分的PLC，使之及時調(diào)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(zhuǎn)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。 2．銅桿卷繞部分： 銅桿卷繞部分是整個系統(tǒng)的難點：沒有任何其
他的傳感器等電信號，僅僅依靠控制前文提到的卷繞變頻器，就要將銅桿繞成一圈
圈均勻排列好的由外往里或由里往外的漸開線狀的盤型，循環(huán)往復后逐漸堆成圓柱
型的一大卷。由于銅材本身就有一定的硬度，除了牽引輪、導向輪、轉(zhuǎn)動的繞盤外
再也沒有其他機械機構(gòu)，同時客戶還提出要求，要通過觸摸屏設定繞盤的內(nèi)、外徑
尺寸。 首先，我們運用高等數(shù)學的理論建立數(shù)學模型，進行精確的數(shù)學計算。SPB
系列的可編程控制器具有強大的浮點運算功能，使我們順利地將高等數(shù)學的運算公
式轉(zhuǎn)換成可編程控制器的運算公式，很好地實現(xiàn)了繞盤的控制。 其次為了節(jié)約成本
，我們通過利用可編程控制器的48個輸出點，加上我們自己編制的專用程序?qū)崿F(xiàn)了
精確到0.1Hz的調(diào)頻，順利實現(xiàn)了對24個變頻器的調(diào)速控制，省掉了24路D/A的轉(zhuǎn)換
，極大地降低了成本。
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