T-CPU在型钢线矫直机位置控制中的应用 &nbsh1; T CPU在型钢线矫直机位置控制中的应用 缪素云 摘 要：由于市场需求的不断提高，T-CPU的出现成为必然，本文通过对T-CPU的设计思路和优点进行了简单介绍，并通过T-CPU在河钢唐钢型钢线矫直机位置控制中的应用，具体说明了其在位置控制方面的优势。 Key：T-CPU；位置控制；矫直机 DOI：10.16640/j.cnki.37-122...
CPU在型钢线矫直机位置控制中的应用
缪素云
摘 要：由于市场需求的不断提高，T-CPU的出现成为必然，本文通过对T-CPU的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 思路和优点进行了简单介绍，并通过T-CPU在河钢唐钢型钢线矫直机位置控制中的应用，具体说明了其在位置控制方面的优势。
Key：T-CPU；位置控制；矫直机
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.050
近年来，随着钢铁行业的发展，各钢铁生产企业对冶金设备的要求越来越严苛，它们需要的工艺设备更灵活、更高效，性价比更高。这就使得自动化系统需要延伸到更为广泛的运动控制领域，甚至延伸到各种工艺技术领域。比如运动控制功能、高速技术功能、PID控制器功能、凸轮控制器功能等等。因此，T-CPU作为一种拥有强大功能和博采众长的自动化系统应运而生。
1 T-CPU的设计思路
西门子公司运用面向运动控制的工艺功能，对现有自动化和驱动系统进行扩展和改进，最终实现了将PLC功能、运动控制系统通过PROFIBUS完美结合，即T-CPU。图1为T-CPU的硬件结构图。其中①为MPI/DP接口，用于实现程序下载，路由、系统远程诊断，②为PROFIBUSDP（DRIVE）接口，用于连接驱动器组件，实现速度控制和位置控制；③为本地的数字输入/输出模块，包括4个快速输入和8个凸轮开关输出。
2 T-CPU的优点
T-CPU的出现给广大用户带来了很多切身的利益，具体有以下几点：
（1）T-CPU将PLC功能、运动控制和驱动器完美的结合在一起，显著降低了工程费用。
（2）T-CPU程序的编写、调试都是在STEP7的基础上完成的，编程语言也是工程师们熟悉的PLC编程语言，节省用户的学习和培训时间，为系统开发降低了成本。
（3）可以和T-CPU连接的驱动器种类非常多：例如西门子的驱动器，非西门子的驱动器；脉冲步进驱动器，伺服驱动器，变频器，液压伺服比例阀；闭环位置控制，开环位置控制；闭环速度控制，开环速度控制，等等。这样就方便了用户根据自己的实际工艺状况，选择合适的控制方式。
（4）由于T-CPU的使用，节省了控制柜内的安装空间，从而降低了控制柜的制作成本。
3 河钢唐钢型钢线矫直机简介
河钢唐钢型钢线年产型钢80万吨，主要产品有角钢，U型钢，钢板桩、槽钢等。型钢线的矫直机为德国进口的9辊双支撑变节距式矫直机，整体布局为上面4个辊，下面5个辊，为该矫直机的整体结构。整个矫直机是由两个基座支撑的，基座连同整个矫直机是可以整体升降的。在矫直机的基座上有两个轨道，为了方便换辊，矫直机操作侧的牌坊可以在这两个轨道上进行横向移动。在9个矫直辊中，1#辊和9#辊为液压马达驱动控制，2#辊到8#辊为变频传动驱动控制，为了达到统一的负载分配，在7个主电机中采取负载补偿控制。为了得到最佳的矫直效果，矫直机在水平方向、垂直方向和轴向方向上都可以进行调整。9个辊都可以进行轴向调整，轴向调整是由变频电机完成的，下辊，即1#辊、3#辊、5#辊、7#辊和9#轴可以进行垂直调整，垂直调整也是由变频电机完成的。1#辊到4#辊和6#辊到9#辊之间的节距可以通过液压调节，5#辊在水平方向上是固定不动的。
4 T-CPU在矫直机位置控制中的应用
矫直机位置控制包括水平调整、垂直调整和轴向调整的控制，其自动化控制系统采用西门子S7系统，传动采用西门子S120变频系统进行控制。矫直机有三套CPU，其中，主CPU为S7-400，主要负责位置设定、与HMI画面通讯及与其它两套CPU之间数据交换，包括操作台ET200站、液压ET200站、急停系统、入出口辊道控制等等，而各种位置控制都是由两套T-CPU完成的，型钢線矫直机使用的为CPU317T-2D模块，它通过PROFIBUS直接连接西门子伺服S120和IM174模块，实现了对7套主传动、10套垂直调整、9套轴向调整、4套升降辊道变频系统控制及16套水平节距调整的控制。
矫直机的水平调整、垂直调整和轴向调整的数据都保存在数据库里，矫直辊也是依据这些数据进行定位的。为矫直机的数据库，里面有各种规格钢种的参数，选定某一钢种，将其数据写入到PLC，点击操作台上的开始按钮，在T-CPU在控制下，矫直机就会自动将位置调整到设定的位置。
矫直机有两个基本的位置，一个是换辊位，一个是矫直位，下面我们就以矫直机从矫直位调整到换辊位来具体说明矫直机是如何动作的。
首先，按下操作台上的“12点位置”按钮，对主轴进行定位，使9个轴的旋转角度都归到“0”位，然后点击“Rollers in position for Roll change”，给所有辊设定一个动作的目标位置，然后按下操作台上的“开始”按钮，启动下面的顺控：（1）调整矫直机的高度，使上辊轴心与辊道面的垂直距离为625mm；（2）对1#辊、3#辊、5#辊、7#辊和9#辊进行垂直调整，包括传动侧和操作侧，使上辊轴心与下辊轴心的垂直距离为950mm；（3）对1#辊到9#辊进行轴向调整，使它们都到达中心位置；（4）对1#辊到4#辊和6#辊到9#辊进行水平调整，包括传动侧和操作侧，使两个矫直辊之间的轴心水平距离为1600mm。顺控结束，矫直机就完成了从矫直位到换辊位的转换，也就是说，在T-CPU的控制下，整个过程都是自动完成的，这就明显地体现了T-CPU的优势。
5 小结
T-CPU在型钢线矫直机位置控制中的应用，不仅节省人力物力，实现位置控制的全自动，而且使矫直机在各个方向上都可以进行调整，矫直效果达到了最佳，大大提高了产品质量。
浙公网安备 33021202002483