ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ КАНТОВАТЕЛЯ СЛЯБОВ

Программно-технический комплекс управления частотным электроприводом кантователя слябов (ПТК-КС) представляет собой одноуровневую структуру. ПТК-КС включает в себя промышленный контроллер (ПК), шкафное и клеммное оборудование, датчики и преобразователи частотных электроприводов.

Функциональная схема частотных электроприводов и ПТК-КС представлена на Рисунке 1.

Поворот левых рычагов осуществляют асинхронные двигатели M1-M4, поворот правых рычагов – асинхронные двигатели M5-M6. Питание и управление электродвигателей M1-M4 обеспечивают преобразователи частоты с векторным управлением UZ1-UZ4, электродвигателей M5-M6 - UZ5-UZ6.

Управление преобразователями частотного электропривода левых кантующих рычагов осуществляется с учетом совместной работы электродвигателей на одну нагрузку. Для равномерного распределения нагрузки между электродвигателями обеспечена синхронизация работы питающих их преобразователей. Преобразователь UZ1 выбран ведущим, он получает задание скорости от ПК. Ведомые преобразователи UZ2-UZ4 получают задание скорости от энкодера BF1, связанного с валом двигателя M1. Поддержание скорости двигателей M2-M4 обеспечивает отрицательная обратная связь между соответствующим энкодером BF2-BF4 и преобразователем частоты UZ2-UZ4.

Управление совместной работой частотных приводов левых и правых кантующих рычагов осуществляет ПК. Для обеспечения синхронизации скорости правых и левых рычагов заданием на скорость для преобразователей UZ5-UZ6 будет сигнал энкодера BF1. При достижении правыми рычагами синхронной скорости обеспечивается зазор 5 мм между поверхностью сляба и поверхностью правых рычагов.

Управление кантователем слябов производится в полуавтоматическом режиме, который задается с пульта управления с помощью переключателя SA1. При получении с пульта управления от кнопки SB1 сигнала начала кантования ПК подает сигнал управления на вход преобразователя UZ5 для осуществления поворота правых кантующих рычагов в левом направлении. Сигнал управления формируется программно с учетом задания угла поворота (95-100 градусов) и сигнала энкодера BF5. Для избегания рывков и толчков преобразователь UZ5 создает трапециидальную форму кривой скорости со скругленными углами, что обеспечивает плавный разгон и плавное торможение электродвигателей M5 и M6. При достижении правыми кантующими рычагами угла 95-100 градусов ПК получает сигнал от конечного выключателя SQ4, и останавливает двигатели M5 и M6.

При достижении правыми кантующими рычагами угла 95-100 градусов ПК подает сигнал управления на вход преобразователя UZ1. Сигнал управления формируется программно с учетом задания угла поворота (95-100 градусов) и сигнала энкодера BF1, а также требуемой скорости подъема левых рычагов. Для избегания рывков и толчков преобразователь UZ1 также создает трапециидальную форму кривой скорости со скругленными углами, что обеспечивает плавный разгон и плавное торможение электродвигателей M1-M4 (при длине сляба 8-20 метров) или M1-M3 (при длине сляба 6-8 метров). Настройка на работу кантователя со слябом определенной длины осуществляется оператором с помощью переключателя SA2 на пульте управления.

В начале подъема ПК задает пониженную скорость, затем плавно переводит двигатели M1-M4 (или M1-M3) на рабочую скорость. При повороте левых рычагов на угол 75-80 градусов ПК переводит двигатели M1-M4 (или M1-M3) на пониженную скорость. При достижении левыми рычагами угла 75-80 градусов ПК подает сигнал на поворот правых рычагов в правом направлении. При достижении левыми кантующими рычагами угла 95-100 градусов ПК получает сигнал от конечного выключателя SQ2, и останавливает двигатели M1-M4 (или M1-M3).

При достижении правыми рычагами угла 70-75 градусов ПК переводит двигатели M5 и M6 на рабочую скорость. При достижении правыми рычагами угла 70-75 градусов ПК подает сигнал преобразователю UZ1 на возврат левых рычагов в исходное положение ниже поверхности опорного стола.

При повороте правых рычагов на угол 5-10 градусов ПК переводит двигатели M5 и M6 на пониженную скорость.

При достижении правыми кантующими рычагами угла исходного положения ниже поверхности опорного стола ПК получает сигнал от конечного выключателя SQ3, и останавливает двигатели M5 и M4 (или M1-M3).

При достижении левыми кантующими рычагами исходного положения ниже поверхности опорного стола ПК получает сигнал от конечного выключателя SQ1, и останавливает двигатели M1-M4 (или M1-M3).

Окончание работы кантователя происходит при нажатии кнопки SB2 пульта управления.

В качестве технического средства автоматизации в ПТК-КС использован контроллер Smart2 фирмы Kontron (PEP Modular Computers), который выполнены по магистрально модульному принципу. Модули устанавливаются в базовые блоки, соединенные последовательной шиной SPI. В единую систему можно объединить до пяти базовых блоков.

Базовый блок SMART2-BASE является блоком-носителем для трех мезонинных модулей и может быть использован в качестве базового процессорного блока контроллера SMART2, при этом в первый слот устанавливается модуль процессора SM-CPU-1.5, а во второй слот модуль источника питания SM-DC24V1.

Модуль процессора SM-CPU-1.5 выполнен на базе микропроцессора MC68LC302. Архитектурно кристалл микропроцессора включает два отдельных процессора, взаимодействующих между собой через общую двухпортовую память: CPU 68HC000, 20МГц (основной вычислитель) и RISC CPU (коммуникационный процессор). Коммуникационный процессор поддерживает три независимых последовательных порта SCC: один порт SCP и два SMC. RISC-процессор обслуживает все последовательные каналы. Каждый из последовательных портов SCC сконфигурирован для реализации различных протоколов. Каждый порт SCC поддерживает модемные управляющие сигналы RTS, CTS, CD. В контроллере SMART2 последовательный порт SCC1 поддерживает дополнительный порт RS232 и управляющий сигнал RTS для порта RS485, порт SCC2 поддерживает терминальный (полномодемный) порт RS232. Модуль SM2-CPU* имеет CMI-интерфейс (FPC connector) коммуникационных модулей, которые устанавливаются мезонинами непосредственно на SM2-CPU-1.5. Номенклатура коммуникационных модулей включает в себя модули поддержки сетей PROFIBUS-DP, СAN и Ethernet.

Контроллер Smart 2 поставляется с операционной системой реального времени OS-9. Система OS-9 фирмы Microware Systems Co. (США) – многозадачная, многопользовательская, модульная, UNIX-подобная операционная система реального времени (ОС РВ).