西门子PLC及变频器在热处理生产线上的应用

径越来 越大 ，如 果收线 机 的角速度 保持 不变 ，线速 度就会越 来越 大 ，张 力也会越 来越 大 ，甚至 会拉断
钢 丝造成 断丝 ，使 得整 条丝作 废 。所 以需要 收线机 根 据卷径 变化 和张 力大小 时时调 整 自己 的速 度 。当
收稿日期：２０ —２０ ０ ９１—３ 作者简介：姚旭 （９ ７一） １７ ，女 ，甘肃兰州人 ，工程 师，主要从事从事垃圾 、污泥 、生物质的焚烧发 电厂 自控设计、钢厂 自控 设计及天然气 Ｌ ＮＧ站 、Ｃ ＮＧ站等的 自控设计工作。 ［２ ］ 第 ３ 卷 １ ４ ２ 第 ３期 ２１－ ００ ３
以跟 随转矩 的变 化 自动 调整 收线 速度 ，保 证张力恒
定 ，但不 能满 足工艺 要求 的处理 线径 从 １ ｒｍ到 ８ ． ４ ａ ． ５ ｍ，牵 引速 度从 ２５ ／ 到 ２ 米 ／ 的要求 ，因 ａ ｒ ．米 分 Ｏ 分
为力矩 电机 的调 速范 围很窄 ，而且在 低速下 运行 发
小 ，２ 线 全部 开起 来一班 工人 只需 要 ３ ５ 。 ４ －个 根据 以上 要求 ，本 项 目的硬件 选型 如下 ：用 四 组 Ｓ —０ Ｌ ７２ ０Ｐ Ｃ实 现全部 的逻 辑及张 力控 制 ， 机界 人 面用 西 门子的 ０Ｐ ７ ，整条 生产 线使用 １ 。热处 ２０ 个 理 收线 机组 的牵 引 电机 采 用西 门子 ＭＭ４ ０ 频器 ４变 拖动 ，共 ２ 个 ；收 线 电机 采 用西 门子 ＭＭ４ ０变频 ４ ４ 器 ，共 ２ 个 ；排线 则 用 ＭＭ４ ０变频器 ，共 ２ 。 ４ ２ ４个 在做 方案 的前 期时 ，考虑 了西 门子 ４ ０ 频器 特有 ４变
的是 牵引机 组和对 应 的收线机 组 。牵引机组 的转 速 在一 定的工艺 要求 下恒 定不变 ，只需 要普通 的无级
矩 电机 常常 会 出现 烧坏 情况 ，力矩控 制器 的使用寿 命 也 比较低 ，每 年都需 要大 批维 修更换 。所 以最终 选 定使 用变频 电机 及变 频器进 行控制 ，以适 应各种
工 况并 满足恒 转矩 控制 的要求 。此外 ，变频 电机还
有节 电、维 护量 小 的优点 ，经 现场 应用 后节 电、节
约 人工 效果理 想 。整 个生 产线运 行及维 护工作 量很
调速 即可 。收 线机则 要和 牵 引机 之 问保 持 一定 的张 力 ，保证 钢丝 缠绕均 匀 、力 度均 匀 ，否则在 下一 工 序 中就 会 出现 放线 速度不 匀 ， 而影 响整批 钢丝 的 从 质量 。随 着工字 轮上缠 绕 的钢 丝增 加 ，收 线机 的卷
姚 旭 ，吴 国忠
ＹＡＯ ， Ｕ ＧＵ — ｈ ｎ Ｘｕ Ｗ Ｏ ｚ ｏ ｇ
（ 浙江大学 ，杭 州 ３ ０ １ ） １ ０ ２
摘
要：本文介绍 了西门子 ２０ Ｌ ０Ｐ Ｃ及 ＭＭ ４ 变频器在热处理连续生产线上的应用 ， ４０ 简单介绍 了西门 子 ２０ ０ 系列及 Ｍ ４０ Ｍ ４ 变频器低端普及产品的特 点 ， 重点介绍了组态调试的过程 及注意事项。
务１
的转矩 控 制功能 。
匐 化
２ ） 电 机 模 型 的 控 制 字 启 动 开 环 控 制
３ 变频 器的设置及调试
牵 引 电机 也 采用 变频 调速 ，速 度通 过每 个收 线 机 上 的电位 器给 定 ，并 可 以在收 线机 上 的转 速表 读 出。这 样设 计主 要是 方便 操作 工在 装 丝 、卷 丝及 下 丝 时随时 调整 牵引 速度 ， 当牵引 电机 正常运 行 时 ， 而
热 量也 很大 ，容 易烧坏 电机 。笔者原 来使用 过的 力
连续 生产 线 ， 求 ２ 小时 运转 ， 以对 自控 系统 的 要 ４ 所 可靠 性要 求 比较 高 。 放线部 分是被 动放 线 ，没有 自控环 节 ；热处理 炉控 制部 分 由专业 厂家 配套 ；要进 行设计组 态调 试
间不 同 ，相对 应的 牵引和 收线 的速度也 不 同。用 传
统 的力 矩 电机 做 收线机 虽然 控制 方便 ，力 矩电机 可
进 行 回火处 理 后 ，用大 盘重 方 式进 行收 线 的设 备 ， ２ ４线指 此生产 线能够 同时处理 ２ ４根钢 丝 ，２ 根 钢 ４
丝处 理线 分别 由独立 的放线 器 、牵 引机 、排线机 及 收 线机组 成 。生 产线 工艺流 程如 图 １ 示 ，为 ：工 所 字轮 放线一 炉前清 洗一 加 热炉一铅 浴淬火一 级连 冲 洗一 脱脂一 热水 冲洗一 烘干一 工字 轮收 线 。由于 是
一
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文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ０ — １４ ２１ ） ３ １４ ３ ９ ０ （ ０ ０ ０—０ ２—０ ０ ３
关键 词 ：连续生产线 ；单独牵引 ；Ｕ Ｓ协议 ；ＭＰＩ Ｓ 协议
中图分类号：Ｔ ３ １ Ｐ ９
１ 工艺简介
卷径较 小时 ，负载 转矩也 较小 ，转速较 高 ；随 着卷 径的增 加 ，收 线机将 逐渐减 速 ，以保 持 线速度 的恒
娶翼曩 西 匿 二 霉 翼疆口 ］ 奎
放线部分 热处 理炉 过程 槽 牵 引及 收线
定 、保 持转 矩不 变 ，也 就 是要实现 恒转矩 控制 。
２ 硬件选型
根 据工艺 的 要求 ，不 同的钢丝通 过处理 炉 的时
图 １热 处 理 生 产 线 示 意 图
２ 线热 处理收 放线机 组是钢 丝制造 厂在对钢 丝 ４、 Ｉ Nhomakorabea匐
西门子 Ｐ Ｃ及变频器在热处理 生产线上 的应用 Ｌ
Ｓｉ ｍ ｅ ｓ ＰＬ ａｎ ｒ ｑｕ ｎ ｙ ｃ ｖ ｒｅ ｎ ｔ ｅａ ｌ ａ ｉ ｆｈ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔｐ ｏ ｃ ｉ ｉ ｅ ｅ ｎ Ｃ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｏｎ ｅ ｔ ｒｉ ｈ ｐｐ ｉ ｔ ｃ ｏｎ ｏ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｒ ｄｕ ｔｏｎ ｌ ｔ ｎ