基于PLC和比例调速阀的轧钢机转速控制系统设计.pdf

轧钢机作为金属轧制的关键机械设备，在工业生产中扮演着至关重要的角色。轧钢机需要将轧件拖入轧缝中，通过轧辊的作用，将轧件轧制成需要的形状，如板带形状等。在这一过程中，轧钢机的传送带是其核心部件，它不仅需要提供足够的传动力矩，还要求能够进行正反转并实现精确的速度控制。液压马达由于其特性适合驱动这类传送带，但实际使用中往往因为液压源压力变化、负载变化、油温变化等因素导致传送带速度不稳定，进而影响产品质量。 为了克服这一问题，设计了一套基于可编程逻辑控制器（PLC）和比例调速阀的转速闭环控制系统。该系统以三菱FX3U型PLC作为控制核心，以液压马达为驱动源，通过旋转编码器采集转速信号，并将此信号输入PLC，经过处理后转换为实际转速值显示。系统通过比较采集值与设定值，若存在偏差，则通过模拟量输出模块，以0~10伏电压输出信号至比例调速阀，控制其开度，从而调节液压马达转速，确保其稳定在所需范围内。 在硬件的选择上，主要由液压马达、可编程控制器、模拟量输出模块、旋转编码器、比例调速阀和按钮等组成。液压马达选用OMP50-121F0260型，可编程控制器选用FX3U-48MR型，转速采集采用A-CHA-102.4BM-G5-26F型编码器，并配合FX-2DA模拟量输出模块，实现了与比例调速阀控制电压的匹配。 软件设计方面，重点在于转速采集和转速自动控制程序的设计。转速采集通过旋转编码器的高速脉冲信号实现，该信号输入PLC后，通过计算转换为实际转速值显示。转速自动控制则是基于测得转速值与给定值的比较结果，通过模拟量输出模块向比例调速阀发送控制信号，以调节液压马达转速，达到闭环控制的目的。 为了使转速控制更精准，系统设计了专门的程序。转速采集程序利用PLC的高速脉冲输入口接收旋转编码器输出的脉冲信号，通过SPD指令计算单位时间内的脉冲数，并将计算结果转换为十进制的转速值显示。转速自动控制程序则比较实时转速与设定转速的差异，如有偏差，则通过PLC的模拟量输出，向比例调速阀发送相应电压信号，以调节其开度，从而实现转速的自动调节。 这一基于PLC和比例调速阀的轧钢机转速控制系统设计，不仅能有效提高轧钢机传动带速度控制的精度，而且能稳定轧钢机传送带的转速，保障生产过程的稳定性和产品质量。