Шкаф управления линиями прокатки и профилирования листа с мерным резом, штамповкой и др опциями

Одно из самых повторяемых наших решений в силу того, что станки и линии формовки не всегда охватывают только профнастил, иногда это лотки, иногда строительный профиль (допустим для соединений с гипсокартоном), иногда даже дверной профиль, точнее металлический косяк, который потом режется и сваривается в дверной проем, иногда оконный профиль, который вставляется в пластиковую раму для придания нужной жесткости. В общем, везде присутствует одна из составляющих - это прокатка, хотя правильнее её назвать формовкой или профилированием, когда идет продольный изгиб листа в какое-то изделие. Иногда станки прокатывают не только металл, но и проволоку, придавая ей требуемую форму.

Шкаф управления в данном случае имеет следующие подсистемы: управление приводом прокатки (когда требуется регулировка скорости ставим ПЧ), управление вспомогательными устройствами (разматыватель, правилка, штамповка, резка/гильотина/пила, стол для накопления/сброса материала, итп)

Система автоматического управления (САУ) мерного реза обычно исполняется на стандартной элементной базе (PLC/ПЛК - программируемые контролеры, преобразователи частоты, линейные измерители длины - колесные энкодеры, панели оператора); включает в себя пульт управления и силовой шкаф, позволяет управлять такими параметрами, как скорость прокатки (совмещение бизнес-процесса и тех процесса), длина отреза - количество отрезов (с регулировкой пауз технологического цикла), цикла отгрузки. Пульт управления оснащен системой индикации основных технологических параметров, ввода параметров реза и оповещения об аварийной ситуации.

Технологический процесс САУ в автоматическом режиме (обобщенно)
Разматывающее устройство (контроль петли натяжения, опция, тк разматыватель может уже быть с тормозом) → Привод переменного тока (формирование диаграммы разгон/торможение) → Узел измерения (формирование сигналов управления) → Управление резом (управление ножом гильотины/пилы) → Укладка готовой продукции (Управление сбрасывателем, опция). Концепция шкафа управления может быть произвольной.

САУ мерного реза обеспечивает автоматическую работу линии с формированием реза или технологического останова, например для проведения просечки в материале или штамповке на определенном расстоянии от края реза. При этом в обязательном порядке обеспечивается контроль по току за приводами, чтобы они не сгорели в работе в случае некорректной настройки механики и как следствие повышенного тока привода прокатки. Управление внешними устройствами обычно в таком случае осуществляется с помощью либо сухого релейного контакта во внешнюю цепь, либо непосредственная запитка клапанов гидравлики/пневматики, либо питания двигателя в случае использования кулачкового механизма. Контроль работы механики отслеживается датчиками положения, а также временными интервалами. Это позволяет устранить неблагоприятные и аварийные ситуации на линии.

Отдельно стоит отметить, что есть опыт создания различных более сложным модификаций типа системы реза с помощью летучих ножниц (см. ссылку на реализацию) или использования петлевого накопителя в случае состыковки стана прокатки со станком штамповки. Особенность такого шкафа управления в том, что он сопрягает сразу два механизма, один производит прокатку и формовку и мерный рез, а второй узел делает штамповку с заданным шагом. Синхронизация скоростей осуществляется за счет петлевого накопителя, а также за счет системы управления, которая адаптивно выбирает скорость прокатки. Выбор ПЧ для проектов данного типа, так как зачастую они бюджетны до безумия, сводится к выбору общепромышленных ПЧ, так сказать проверенных временем и нагрузкой. В доказательство моих слов на фото в галерее ниже приведены ПЧ OptimusDrive AD800 на 15 кВт, бренд, который зарекомендовал себя как достаточно надежный и при этом очень недорогой и конкурентный даже с голимым Китаем типа ESQ-210, которые по отзывам некоторых знакомых на столе дымок умудрялись пускать, благо их вроде не будут больше возить (видел их начинку там датчик тока один в звене постоянного тока).

Один из свежих проектов шкафа управления станом прокатки с мерным резом

Шкаф управления почти типовой. Предлагаемый набор позволяет управлять прокаткой листа с приводом 15кВт, отрезным устройством гильотинного кулачкового типа, и дополнительным оборудованием через релейный контакт.

Система управления прокаткой с приводом летающих ножниц

Шкаф управления линией профилирования профиля для окон с применением кареточных летучих ножниц

Внешний вид пульта управления профнастильным станом

Общий вид подобных станов практически не поменялся, обычно на верхней стенке располагается текстово-графическая панель оператора типа TP04G-BL-C или TP08G-BT2 (сенсор не люблю, не комфортно работать людям в рукавицах) и кнопки управления с лампочками сигнализации (если требуется).

Самый первый шкаф для стана резки и профилирования профнастила

На фото первый проект в этом направлении, был сделан еще если не изменяет память в 2009-2010 годах, тогда еще Delta была дешевым брендом, по сравнению с импортиной, тогда повсеместно ставилось дорогое европейское оборудование типа АББ, Шнайдера, Сименса, но уже наблюдалась тенденция ухода в сторону Веспера и Дельты, Китай был представлен слабо (Простар, который как мне кажется так и не нашел своей ниши), а европейские производители еще не хотели уходить в жесткий демпинг со своими Китайскими поделками.

Маленький простейший шкаф управления станом профилирования листового металла

Есть и такие простейшие шкафы. По алгоритму они не отличаются, могут отличаться по мощности и начинке касаемо управления внешними устройствами (столы сброса, гильотины итп).

Простой шкаф управления 4-х клетевым прокатным станом

Иногда возникают и простейшие задачи типа такой, когда хоть и 4 клети с отдельными приводами, но без мерного реза и соответственно вопрос с системой управления можно закрыть на реле.

Стан прокатки с петлевым накопителем

Особенность шкафа управления в том, что он сопрягает сразу два механизма, один производит прокатку и формовку и мерный рез, а второй узел делает штамповку с заданным шагом. Синхронизация скоростей осуществляется за счет петлевого накопителя, а также за счет системы управления, которая адаптивно выбирает скорость прокатки. Выбор ПЧ был сделан заказчиком в силу экономии средств, тк проекты данного типа не особо требовательны к выбору ПЧ, но зачастую бюджетны до безумия, наблюдается тенденция последнее время ставить самые недорогие общепромышленные ПЧ.

1 2 3 4 5 6 7

Опыт внедрения касается не только прокатки, но и сопутствующих механизмов типа пил, так например внедряли ПИД регулятор хода пилы на основе тока шпинделя с возможностью освобождения пилы при так называемом "запиливании". Пила совершает отход назад, чтобы использовать инерцию и накопить энергию для прохождения неудобного участка. Это взято еще из пиления древесины, но вполне показывает себя и на металле.

Второй момент - прокатка материала, который должен проходить клети с разным скоростным заданием (так называемая непрерывная прокатка) и не имеет возможность образовать петлю для измерения и контроля соотношения скоростей прокатки клетей. В данном случае измеряется нагрузка приводов клетей и реализуется так называемый регулятор момента, либо распределяется задание так, чтобы нагрузки тоже распределились равномерно. Подобные системы внедрялись как в случае прокатки прутка, так и в случае с листовым материалом, когда изделие уже сформовано и потеряло гибкость.