交流伺服系統在銅坯牽引機中的應用
楊鐵鋼
（天津科爾摩根工業驅動有限公司，天津 300141）
摘 要：介紹國家九五重點投資項目新鄉無氧銅材總廠銅坯牽引電氣控制系統的改造方案，銅坯引出機中采用伺服定位控制系統工作原理、軟件編程及說明。
關鍵詞：銅坯引出工藝；伺服控制；軟件編程
中圖分類號 tm921. 541 文獻標識碼：a 文章編號：1001-6848(2000)05-0019-02
1引言
新鄉無氧銅材總廠的銅坯牽引機設備是80年代中期從芬蘭引進的，80年代末才正式投入使用，而牽引電機控制利用的液壓傳動由于多年的運行，該系統電氣控制裝置老化，液壓傳動維護困難，同時滿足不了生產工藝的要求，產品質量不穩定。故對其液壓傳動定位控制系統進行改造，使用了90年代產品一單軸可編程全數字伺服控制系統。
2 現場的工藝狀況對控制系統酌要求
無氧銅從液態經過結晶器，冷卻系統到銅坯出爐有著嚴格的工藝過程，類似鋼廠的水平連鑄線（見圖1）。
主傳動利用伺服電機經過59. 69:1的速比帶動主驅動軸，經過齒輪嚙合使從動輪同步旋轉，從動輪有壓緊裝置，通過摩擦力使銅棒水平運動，后面隨動一飛鋸，當銅棒引出13. 2m時，啟動飛鋸切斷銅棒。
根據無氧銅的結晶工藝過程，銅坯引出的初始段，銅坯水平運動的速度如圖2所示。
牽引500mm后，改為第二段運行速度圖，見圖3。運行2m后改為第三段運行速度圖（正常牽引過程），見圖4。
正常牽引工藝應有一段回退過程。銅坯只在嚴格按照這三段運行圖，才能使銅坯有著設計要求的密度及光潔度，滿足產品質量的要求。否則，會出現拉斷或密度不均勻。
3 系統的工作原理及組成
本系統采用了全數字帶位置環可編程伺服驅動裝置。該驅動裝置配有16個輸入點及8個輸出點，并可由用戶定義及編程。
系統由1臺16位微機組成信號及數學模型算法，運算單元及pwm功率輸出單元組成。每個采樣周期的開始，控制計算機通過輸入接口采樣來自上位機的口；通過另一個輸入接口采樣來自旋轉變壓器反映電機位置及速度信號以，經過r/d轉換，電機旋轉1周將模擬量信號轉換為2的12次方（即
4096個脈沖）。計算機根據本采樣周期采到的島和口。按照主控單元已固化好的控制算法程序進行運算。示求出c(n)作為一個采樣周期的原始數據
送至下一級電路作為位置信號的輸出口3。主控單元經過計算，速度環根據數學模型按照一定的速度將信號輸出至電流環，電流環將電流信號輸出至pwm電路，電機輸出一定的轉矩。為了減少跟蹤誤差，伺服系統加進了前饋增益控制，并使用了轉矩角控制，使輸出轉矩保持****[2]。這樣，伺服電機按照預先給定的位置、速度進行位置控制，同時主控單元周朔掃描輸入節點，并在某種條件下輸出某一信號。
上位機采用了研華aws-825 -體化工作站，利用vb5及c++語言，根據標準的通訊協議建立了上位機與伺服控制單元的握手信號，并編制了用
戶界面，同時根據工藝要求將應用程序軟件存放在主控單元的flash（內存）中，用戶根據要求可隨時更改應用程序。
4位置控制
伺服位置控制器采用美國kollmorgen全數字單軸可編程伺服系統。位置指令只用一條語句即可走出位置，同時又能按照給定速度運行，（加、減速度及加、減速度曲線可 |
