6SE70变频器在重卷生产线上钢板定尺的应用

王尔明

（振石集团东方特钢有限公司 退洗分厂，浙江，嘉兴）

摘要：简述了重卷生产线横切模式下剪切钢板精确定位的几种方式，重点叙述了使用库勒伯脉冲编码器和西门子6SE70变频器经过编程实现精确位置控制的方法。

关键词：S7-400   6SE70变频器   KK120  脉冲编码器   位置控制  

一、 项目背景

在钢厂热轧不锈钢带钢精整以及重卷生产中，经常会要用到带钢的长度精确计量。提高长度计量的精度对确保客户满意度、产品合格率以及提高生产线的生产效率具有很大的意义。

常见的测量方式有以下几种：

1） 采用测量辊结合西门子FM350或FM450脉冲计数模块进行测量；

2） 采用定尺机，用绝对值编码器和机械齿条或丝杠结合传动机构进行计量；

3） 采用德国Polytec公司LSV-300激光测速仪进行计量；

4） 采用CCD相机结合计算机控制软件进行摄像定尺；

其中1、2方式为接触式测量，3、4方式为非接触式光学测量。定尺机测量机构复杂、维护量大，容易受到机械传动机构磨损、精度等影响；激光测量比较稳定，但长定尺（12米以上）精度也仅仅能够达到偏差+-1cm前后，有时不能满足钢板定尺要求；CCD光学相机测量冷板时极易受到车间光线、环境的影响导致测量不准。

本文着重探讨一下使用测量辊配合库勒伯编码器和西门子6SE70变频器经过编程实现精确定尺控制的方法。

二、硬件构成

2.1系统结构

     本系统自动化系统使用西门子S7-400系列PLC，传动部分使用6SE70系列变频器，测量辊采用靠近定尺剪附近自由刚性辊加装库勒伯带零通道的脉冲编码器，人机界面使用西门子WinCC组态软件。具体系统如图1所示。

                                    图1

各部分功能如图2：

                                    图2

2.2硬件参数

变频器：6SE7023-4EC61-Z         西门子

编码器：8.5863.1224.G221.9083    库勒伯(增量式、HTTL电平)

2.3工作原理

此变频器不带电机工作，作为一个数据中转站使用。当定尺剪动作到下限位时，PLC通过通讯发指令让变频脉冲计数清零；当剪切完毕送料时刚性自由辊跟着转动将编码器信号传给6SE70，6SE70进行脉冲计数，得出转动圈数；PLC通过DP总线读取KK120转动圈数。然后经过计算，得出行走距离，实现精确定尺。

三、变频参数设定

3.1变频器恢复出厂设置

如果首次使用6SE70变频器，需要恢复出厂设置，避免变频器参数的变化，影响到系统的性能。变频器恢复出厂设置参数的步骤为：P060-=2,选择“固定设置”菜单：P366=0,选择工厂设置；P970=0，启动参数复位。

经过大约1min的重新装载，待面板显示“O009”，参数复位完成。这时变频参数已经复位到出厂设置。

使用专家应用的参数设置，具体参数设置步骤如下：

1） P060=5,选择“系统设置菜单”；

2） P100=4，控制方式为有测速机的速度控制；

3） P108=1480，电机额定转速为1480r/min（设置常用值即可，不设会报警，一直O005状态）；

4） P130=15，编码器类型为带零通道的脉冲编码器。设置注意：P130=11或15（电机编码器的选择）；

5） P151=1024,脉冲编码器每转的脉冲数为1024；

6） P172=KK526,32位模拟开关，见功能图：750.2；

7） U177.001=KK120；

8） U177.002=K0；

9） U176=B3106，编码器位置计数值通过DP通讯由PLC清零；

10） U950.86=4，启用自由功能块32位模拟开关；

11） P734.008=KK120；

12） P734.009=KK120，装置传给PLC的第八个字和第九个字，同时连接KK120。在PLC收到的数据中，第八个字为脉冲编码器转过的圈数，第九个字为脉冲编码器转过的角度；

13） P060=1,回到参数菜单；

14） 因仅仅作为数据中转站使用，不带电机，其他参数均采用默认即可。

四、PLC运算处理

主要用到6SE70自由功能块里的模拟量选择开关KK526以及的两个参数:KK120、P172：

KK120参数是表示线性单元电机编码器的位置实际值，即转动一圈位置值的数值为65536，实际的当前圈数n=KK120读数值/65536（圈）。通过现场总线Profibus-DP通讯读取KK120值，即可计算出转动圈数。定尺编码器直接安装在张力机的从动辊上，按照行走距离=n（圈数）××d（辊子直径）的计算方法可以计算出行走长度。因未通过减速机，所以无需考虑减速比。同时利用NO.2液压横切剪剪切下限位作为圈数清零信号，每次剪切完成通过PLC编程进行KK120计数清零，开始计数计长。具体安装方式以及编程方法如下：

五、总结

系统开发完成后效果良好，测量精度高（精确到毫米级，基本零误差。重现性、稳定性好），完全满足了定尺要求。大大降低了操作人员劳动强度，减少了他们的负担，杜绝了因定尺不准而人工测量定尺的现象，只需抽样复尺即可。其次还能提高企业的经济效益，减少经济损失。因原来定尺不准，内控标准一般在客户需求的尺寸上放长5-10mm，定尺准了后，可以按照质检定尺要求剪切即可。

参考文献

［1］ 西门子工业通信网络组态编程与故障诊断.机械工业出版社

［2］ 西门子STEP7编程语言与使用技巧.机械工业出版社

［3］ S7-300/400实用开发指南.机械工业出版社

［4］ 6SE70矢量控制使用大全上、下册.西门子工业自动化驱动集团