摘 要：本文介紹基于AB 公司Powerflex700變頻器和ControlLogix5550控制器為核心，而組建的的精確鋼板定尺模型在濟鋼中板廠鋼板剪切自動定尺機系統中應用。 關鍵詞：Powerflex700、自動定尺、ControlLogix5550 1.前言 　　濟鋼中板廠精整南線鋼板定尺系統分別由2#定長、3#定寬、4#定長剪切機組成，實現鋼板的最后成品工序。剪切的成品質量取決于鋼板定尺系統的定尺精度。中板廠2007年10月對定尺系統實行了全面的技術改造，實現了基于Powerflex700精確定位在自動定尺機模型系統中應用。該模型綜合了矢量變頻、工業總線、多媒體人機接口、剪切數模、Powerflex700精確控制定尺技術等。該系統由20BC170AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3和 20BC105AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3兩種型號的變頻器。Rockwell RSLogix 5000控制器，圖爾克絕對值總線編碼器，設備網總線，執行電機組成。 2. 基于Powerflex700精確定尺模型結構 　　2.1、高集成的Powerflex700精確定尺模型框架 　　高集成的Powerflex700精確定尺模型的控制思路是，對定尺系統的定尺數據與Powerflex700變頻器的輸出建立起函數f（x）模型，通過L55 CPU對Powerflex700定尺進行動態的計算和調節。總線技術在定尺系統將電機執行機構、現場編碼器、操作臺、人機接口集成為一個有機整體，為“無縫”數據計算提供了有效的框架。 　　2.2、定尺模型硬件以及網絡結構 　　定尺控制系統是有AB矢量變頻器20BC170AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3兩臺，20BC105AOAYNANCO+20-COMM-D+20-HIM-A3三臺，交流變頻電機5臺、圖爾克絕對值編碼器8.9080.1812.1001三臺，RSLogix 5000 CPUL55機架一套。FLEX遠程I/O三套、PanelView1000觸摸屏3套，上位機3臺。RSLogix 5000 CPU L55主要完成對定尺系統中的數據轉換、計算、傳輸和矢量變頻器的控制，上位機和PanelView1000觸摸屏主要負責和PLC進行通訊，實施實時操作和監控程序修改，系統在結構中采用三層控制結構分別是控制平臺級、執行設備級和傳感器級。 　　圖一控制網絡中1756-A17/A位于控制平臺的中央級，其余5、6、7、8、9、12#站位于分布于各個操作臺內。 　　在圖二、執行設備級中2、3、4、5、6#變頻器組成定尺機定尺系統的矢量變頻部分，分別對2、3、4號定尺系統進行傳動控制。 　　圖三部分主要是有8.9080.1812.1001總線編碼器組成，分別對各定尺機的位置進行檢測和數據的采集。 　　定尺控制系統網絡結構包括以太網和設備網兩層網絡結構。由上位機、中央集線器HUB和羅克韋爾運動控制臺上ControlLogix5550控制器的以太網模塊1756-ENET構成以太網。由運動控制臺上ControlLogix5550控制器的設備網模塊1756-DNB/A模塊PowerFlex700變頻器以及其網絡通訊模塊構成設備網。 　　2. 3、Powerflex700變頻器 　　如圖四Powerflex700變頻器是AB公司主推產品，主要應用在三相感應電機控制，Powerflex700具有卓越的網絡通訊能力，廣泛應用于鋼鐵、化纖、石油、化工的行業。 3、軟件編程設計 　　3、1系統硬件編程組態以及程序塊設計 　　3、1、1系統硬件編程組態 　　該系統應用Rockwell RSLogix 5000 V15.01版本軟件，進行硬件的組態，用功能圖形式進行了程序的編寫。定尺系統硬件組態圖，如圖五系統硬件組態圖，定尺系統以 及輔助設備在RSLogix 5000 V15.01硬件組態中全部反應數來。外圍網絡擴展接口分別有1756-CNB/D、1756-DNB兩類模塊實現。 　　硬件組態說明： 　　1號CNB下有4個遠程Flexbus I/O和兩個多媒體觸摸屏分別是 　　5號站即為三號剪以及定尺系統控制臺分站; 　　6號站即為四號剪以及定尺系統控制臺分站; 　　7號站即為主控制室內定尺系統1#分站; 　　8號站即為主控制室內定尺系統2#分站; 　　2號CNB下有1個遠程Flexbus I/O和1個多媒體觸摸屏分別是 　　二號剪以及定尺系統控制臺分站和多媒體觸摸屏。 　　3、1、2軟件程序功能塊的分布和設計 　　考慮到系統的結構特點，我們設計以下程序功能塊，其時序是并列的，程序明了、簡單。 　　l Mainroutine功能塊即為主程序塊，對各子程序調用。 　　l DINGCHIBIAODING功能塊即為定尺機定尺數據標定程序塊。 　　l ERHAOJIAN功能塊即為二號定尺機定尺控制程序塊。 　　l SANHAOJIAN功能塊即為三號定尺機定尺控制程序塊。 　　l SIHAOJIAN功能塊即為四號定尺機定尺控制程序塊。 　　l ESLENGCHUANG功能塊即為輔助設備控制程序塊。 　　l NANSETREFERENCE功能塊即為定尺機定尺數據計算、轉換程序塊。 　　l YIHAOJIAN功能塊即為一號剪切機控制程序塊。 　　如圖六、程序功能塊分布設計中結構布局。 　　3、2定尺模型的軟件實現 　　3、2總線編碼器位移數據的轉換和計算 　　總線編碼器安裝在機械轉軸上，直接反應定尺系統的機械位置，編碼器在設備網中通過RSNetworx Devicenet 對編碼器屬性中各參數進行設置如下圖七： 　　編碼器在Devicenet中以Cnts為單位計算，總數為33554431Cnts單圈數為4096Cnts，總圈數為8191圈數。對于當前Cnts數可以進行實時修改和實時數據的偏移。編碼器控制字在DNB中進行組態和設置，每個編碼器所用40bit,在DNB中需要兩個行間64bit空間，如圖八模型傳感器組態圖中所示。 　　Bit40位的取Local:10:I.Data[0]地址的32位表示當前編碼器狀態以及當前Cnts數，通過模型進行計算和轉換，最后得出定尺機當前實際數,處理模型中包含數據修正和標定功能如圖九。 　　3、2、2 Powerflex700數學定尺模型控制軟件編程 　　定尺數學模型是建立在兩個對應關系上，1、剪切定尺寸數與Powerflex700變頻器速度輸出之間的對應關系，2、Powerflex700變頻器與交流電機矢量變頻關系。設鋼板定尺數為X，變頻器頻率輸出為Y,我們建立f（x）。確定了關鍵應對應關系后，通過RSLogix 5000平臺對整個系統的整合和完成定尺功能。保證系統的快速啟動，穩定、滿速運行、制動狀態，電機停止。程序設計時，設定值與實際值之間進行數據比較，再取絕對值，方向在比較中取定，變頻輸出時進行計算、調節： 　　1、 大于設定差值1時全速前進f（x）=C 　　2、 小大于設定差值1時輸出按f（x）=計算值調節 　　3、 小大于設定差值2時輸出按f（x）= 計算值調節 　　當然差值區間、區間分段、設定根據實際情況進行設定設備合適的數據。通過梯形圖編程實現模型控制。 　　3、3定尺模型定尺系統的功能 　　基于Powerflex700精確定尺模型自動控制系統主要完成了定尺機機械位置定尺和位移的實時檢測，數字計算和邏輯控制及電機的矢量控制。操作人員通過上位機和終端實現人機接口。操作人員一個鍵就可完成鋼板長寬數據的設定，實際尺寸修改功能。 　　系統的主要功能有： 　　（1）鋼板尺寸的的設定和修正，標定。 　　（2）自動、手動操作。 　　（3）在寬度定尺機中快速返回。 　　（4）尺寸前后限位位置保護值的任意設定。 　　（5）控制系統故障綜合及報警、手動復位。 4、結束語 　　模型運用綜合效果就是操作工既能夠快速、準確定尺目標值，時間大大減少，加快的生產節奏。設備的穩定運行強度大大降低維護強度。系統部分技術數據指標如下： 　　（1）控制精度：≤2mm 　　（2）定長范圍：5000～13500mm 　　（3）定寬范圍：1400～2600mm 　　（4）剪切速度：>90塊/小時 　　（5）平均故障時間：≤0.6小時/月 　　（6）成才率>99%