SQ3A系列滚刀式切丝机电气系统

昆明烟机集团二机有限公司 技术开发部 电气工程师 吴安平
SQ3A系列滚刀式切丝机电气系统
1. 电气控制原理简介 系统概述：SQ3A系列切丝机是我公司自行设计制造的数控式新一 代制丝设备。电气控制系统由我公司独立设计，并申报了国家专利，电 控系统的主要特点为：电辊和排链分别由两个电机带动，两个电机又分 别由两个变频器驱动。采用可编程控制器作整机核心控制器器件。控制 操作面板上安装有彩色触摸式显示控制屏，需显示的数据和故障图形能 清晰地显示在屏幕上，使切丝机的操作和调整设定更为方便可靠。根据 厂家要求可以安装通讯模块，实现切丝机与外设的联网通讯。 切丝机由PLC进行集中控制，PLC担负着切丝宽度控制，各机械运 动启停，故障检测，整机保护报警信号等的控制。彩色触摸显示屏是人 机对话的窗口，通过它可以进行切丝宽度设定、刀片宽度设定和显示工 作状态选择设定、刀辊转速显示、排链转速显示、切丝宽度显示、切丝 产量显示、刀辊电流显示、排链电流显示、刀门高度显示以及整机动画 图显示等。

2。电气控制系统的组成及各部分的功能
2.1 慨述 SQ3A系列切丝机电气控制系统由三部分组成：即电气控制柜， 机身电路及悬吊控制盒。三个部分按电控原理图进行电气连接（详见 电路图），各部分的作用阐述如下。 2.2 电气控制柜 电气控制柜位于切丝机右侧，电气控制的大部分主要元件均装在 此柜中。 柜内分为左右两个空间，左边空间最上边是已经组态的PLC可编 程控制器和小型继电器。中间是各种交流接触器，低压断路器。最下 边是一排接线端子。左上边有三个钮子开关；XB1出料振槽联锁， XB2 气压联锁短接，XB3电器箱照明。在单机调试时，可将XB1和 XB2接通，使无“出料振槽信号”和“气压低落”时，仍能启动切丝 机。另外，还有一块专用的刀门高度数字显示电路板，它的作用是将 刀门高度电位器取得的信号进行处理，用于刀门高度显示。电柜右边 装有两个变频器，厚度较小的是排链电机变频器，另一个是刀辊电机 变频器，它们下边装有一个制动单元，用于刀辊电机停机时制动，使 刀辊在短时间内快速停止转动。电柜右侧下边有一排外引接线端子 XT2。切丝机到生产线安装时，可利用这些端子进行在线连接，使切 丝机在生产过程中与其他设备联动，正常进行生产作业。详见电原理 图。电柜右上侧端面上安装了一个切丝机上电空气开关，一个钥匙开 关和一个三位旋钮开关，当打开钥匙开关后，才允许排链在维修时进， 停，退运动，速度由事先设好的输入量决定。另外还装有一个小车振 槽的电源插座。
2.3 机身电路 机身电路是对机身上安装的刀辊电机、排链电机、砂轮电机、往 复电机、匀梗（供料）电机进行供电的电路和机身上各传感器进行连 接的电路。 五个电机的供电均由电柜中相应的交流接触器控 小刀门脱落(1、2) 、砂轮耗尽、砂轮备好、排链超载、刀门超高、气 压低落。另外还有两个旋钮开关，分别是砂轮往复手动左、右行SB9. 维修排链进、停、退SA4。机头上还装有砂轮往复行程开关，刀辊电 机手动制动和手动进刀的按钮盒。机身进料通道上方装有高、低料位 光电开关。机身上的电器件根据电路图进行连接，最终引至电柜。完 成切丝机的电力驱动、故障检测、手动控制、料位控制、往复控制等 功能。 机头右侧柜中装有两个电磁阀，一个是气源管道通断，一个是刀 门气缸升，停，降。另外还有一个空气压力开关，用来检测系统压力， 当空气压力低时，空气压力动作，切丝机停止工作。
2.4 悬吊控制盒
3 电气控制系统



3.2 控制模式 本系统采用刀辊和排链分别驱动，由PLC(或工控机）及高性能 全数字矢量变频器协调二者之间按调定速比同步运行。从而实现制丝 工艺规定范围内精确的切丝宽度并无级可调。 3.3 驱动控制技术 3.3.1 高品质的刀辊传动控制 刀辊传动系统采用西门子公司的三相交流异步伺服电动机（带旋 转变压器，报闸系统，强制冷却风机）和与之匹配的SEW公司新型 MOVIDRIVE电流矢量全数字控制变频器组成，电机内置的旋转变压 器闭环反馈控制回路，增大了电机低速转矩，且电机对负载的变化响 应时间小至几毫秒，极大提高了动态性能，实现精确运转。另外，电 机内置的报闸系统给更换刀片和设备维护保养提供了极大的便利。 3.3.2 无超调，无静差的排链伺服系统 排链传动系统采用SEW公司三相交流同步伺服电动机（带旋转 变压器）及相匹配的伺服控制全数字变频器，电机内置的旋转变压器 闭环反馈控制回路，增大了电机低速转矩，且电机对负载的变化响应 时间小至几毫秒，极大提高了动态性能，保证排链按所设定的速比快 速，精确地跟踪刀辊转速。实现无超调，无静差。



3.3.3 同步技术 采用SEW公司MOVIDRIVE驱动变频器功能扩展选件DFP11A同 步板，DFP11A同步板对主机（刀辊变频器）和从机（排链变频器） 的转子转角进行不断的比较，根据同步运行的比率数的设置值进行控 制，实现刀辊电机与排链电机按可调比率同步运行，从而保证了精确， 稳定的切丝宽度。 3.4 总线技术 SQ3A系列切丝机电控系统采用PROFIBUS(或DEVICENET)现 场总线，由西门子S7300PLC(或ABSLC500 ) 的CPU对刀辊变频器， 排链变频器，彩色显示触摸屏通过PROFIBUS(或DEVICENET）现场 总线，完成数据的实时交换，保证控制系统的可靠稳定运行。 3.5 通讯技术 SQ3A系列切丝机系统根据用户的需要，可配置相应的通讯模块 与制丝线相应的现场总线联网通讯（标准配置PROFIBUS-DP). 3.6 监控技术 SQ3A系列切丝机采用彩色显示触摸屏通过与PLC的CPU模块通 讯实现全汉字化的友好界面，具有动画仿真切丝机运行状态，工艺参 数的设置，工作参数的显示以及故障自诊断等功能。