宽厚板热处理生产线变频器调速控制系统应用实例

7.3.5.1 系统组成与主要工艺要求

热处理线传动控制框图如图7-16所示。

图7-16 宽厚板热处理线传动控制框图

1、5、8—过料台车 2—1#无氧化加热炉 3—淬火炉 4—2#加热炉 6—冷床 7—矫直机

简要传动控制工艺要求如下：通过过料台车，工件可送至1#、2#加热炉，冷床和矫直机。在淬火炉、冷床内均有辊道传动。因为物件较重，为加热、冷却均匀，克服工件与辊道相对静止时间过长造成的工件与辊道变形，工件在这些设备的辊道上被加工时，要求辊道带动工件在一定范围内来回摆动。在1#加热炉内，有氮幕隔离，保证无氧化加热。在淬火区，有高低喷水压力的区别，以达到淬火质量要求。矫直机前后的辊道，应与矫直机同步工作。

7.3.5.2 控制系统组成与工作原理

（1）两台加热炉、一台冷床、一台矫直机共4台设备由4台PLC分别加以控制。PLC选用西门子产品。

（2）每台设备内辊道由多组辊道组组成，每个辊道组由一台变频器传动，比如冷床由4个辊道组组成，每组用一台富士公司18.5kW变频器传动。(www.xing528.com)

（3）变频器与PLC控制原理如图7-17所示。

（4）每组辊道的控制有左迁移、右迁移和自动几种工作方式。左、右迁移时，PLC根据速度设定以多段方式控制变频器向某一方向运动，将工件移向所希望位置。多个辊道组内迁移时，相应辊道组均处于同一迁移方式、同一运行速度设定即可。自动方式时可实现物件自由摆动，摆动的实现同样是用PLC控制变频器的正、反端子进行起动、停止和方向控制，用PLC控制变频器的多段频率选择端子改变运行速度。

图7-17 变频器与PLC控制原理图

注：点画线框内部分在操作台。

（5）为实现摆动位置的精确性，炉内辊道组内代表性辊道上装有光电码盘，PLC根据码盘数值可以确定摆动的距离，从而确定减速和换向开始时间。为防止碰撞炉壁，极限位置设有物料检测开关，检测信号进入PLC，作为变频器无条件换向信号。摆动速度为每分钟2m，高速时为8m。由开关设定，用改变变频器多段速度方法调速。

（6）为提高热处理效果，要求摆动端点位置是非固定的。有两种方法来实现摆动端点位置的这种不固定性。一是根据码盘测距离方法，使每两次或偶数次内摆动累计偏差为零。比如正向摆动800mm，反向摆动1000mm，第二次则正向摆动1000mm，反向摆动800mm等等，有极限料位检测信号强行反向，并重置码盘计数值。第二个摆距计算方法是定时法。因为摆速较慢，减速器加链条传动，定时方法精度也较高。冷床上摆动控制上就使用定时法，这也与冷床上摆动易于观察的原因有关。