由于拉拔機系統要求拉拔速度必須穩定，否則將會(huì )影響鋼管表面的質(zhì)量，所以對控制系統要求較高。過(guò)去人們在概念上已形成直流調速拖動(dòng)比交流調速拖動(dòng)好的深刻印象，但是由于直流電機本身結構上存在機械整流器和電刷，所以給直流調速拖動(dòng)系統帶來(lái)了下面四個(gè)主要缺點(diǎn)：(1)維護困難。(2)設備環(huán)境受到限制，易燃易爆以及環(huán)境惡劣的地方不能適用。(3)在結構發(fā)展上，制造大容量、高轉速及高電壓的直流電動(dòng)機比較困難。(4)造價(jià)高。但隨著(zhù)電力電子學(xué)的飛速發(fā)展，各種大功率半導體件諸如晶體管及電力晶體管等的出現，促使交流調速飛躍進(jìn)步，交流拖動(dòng)調速系統則可以克服上述缺點(diǎn)，有著(zhù)較光明的發(fā)展前景。
1.系統簡(jiǎn)介
拉拔機的自動(dòng)控制系統主要包括：控制柜、傳動(dòng)柜、繼電柜、操作臺、分散站。主要的元器件：變頻調速控制裝置、調速裝置總線(xiàn)通訊模板、S7-300可編程序控制器、分散式I/OET200M、工控機、監控軟件WINCC6.0等產(chǎn)品。通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接整個(gè)控制系統。
2.系統組成
(1)硬件配置控制系統的完成首先是硬件配置，此控制系統主要的工作是用S7-300 PLC與VOCON CX變頻器進(jìn)行硬件連接及組態(tài)，建立PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。PROFIBUS-DP現場(chǎng)總線(xiàn)的主要特點(diǎn)是連接智能現場(chǎng)設備和自動(dòng)化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡(luò )，是能支持雙向、多節點(diǎn)總線(xiàn)式的全數字通信。將VOCON CX變頻器通過(guò)總線(xiàn)通信模板連接到S7-300 PLC的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，從而實(shí)現了VOCON CX與S7-300的網(wǎng)絡(luò )通信。
(2)硬件組態(tài)為了將不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起，生產(chǎn)廠(chǎng)家必須以GSD文件(電子設備數據庫文件)方式提供這些產(chǎn)品的功能參數(如I/O總數，診斷信息、波特率、時(shí)間監視等)，標準的CSD文件所作的組態(tài)工具可將不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的設備集成在同一總線(xiàn)系統中。
此系統的硬件組態(tài)是把變頻器、可編程模塊、分散UO在STEP7軟件下配置好后，下載到可編程控制器的CPU中。這套控制系統組態(tài)關(guān)鍵是將VOCON變頻器組態(tài)到S7300 CPU中。
3.系統功能
(1)調速控制系統功能硬件配置、組態(tài)后主要是軟件調試。拉拔機的主傳動(dòng)系統采用兩臺163kW交流變頻電動(dòng)機，電動(dòng)機功率大、又是兩臺電動(dòng)機驅動(dòng)同一根軸，給調試工作帶來(lái)了困難，由原來(lái)制定的主從方案改為L(cháng)oad Drooping(轉距柔化)控制。
調速控制系統主要完成兩臺變頻電動(dòng)機在同軸的帶動(dòng)下拉動(dòng)拉拔小車(chē)實(shí)現拉拔的功能。
(2) PLC控制站功能拉拔機自動(dòng)控制系統的編程軟件采用SIMATIC STEP7 V5.2。PLC完成的主 要控制功能有：上料、推管穿芯棒、推芯棒入模座、動(dòng)機帶載平穩起動(dòng)，高速拉拔、高速返回，準確停車(chē)、收集料等。整個(gè)控制過(guò)程實(shí)現全自動(dòng)控制。關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò )通信控制采用了STEP7中的特殊功能塊SFC14“DPRD-DAT”讀取DP從站的連續數據，采用SFC15“DPWR-DAT”向DP從站寫(xiě)連續數據。
(3)上位監控功能上位機監控系統采用控制機、WINCC6.0監控軟件。實(shí)現了以下功能：(1)實(shí)時(shí)位置監控：監控各個(gè)信號點(diǎn)的狀態(tài)。(2)信號采集：由變頻器通過(guò)總線(xiàn)通信采集過(guò)來(lái)的電動(dòng)機的轉速、電流。(3)直接反映拉拔力及轉矩的值。(4)鋼管的批號、管徑、長(cháng)度的顯示。(5)兩臺變頻電動(dòng)機的轉矩、電流的實(shí)時(shí)監控曲線(xiàn)的顯示。(6)參數的設定：包括管徑、壁厚、長(cháng)度、拉拔速度、小車(chē)高速返回的速度。(7)報警系統：液壓站、潤滑站、變頻器等的故障顯示。(圖/文www.fmrose.com)