交流伺服系统在铜坯牵引机中的应用
杨铁钢
（天津科尔摩根工业驱动有限公司，天津 300141）
摘 要：介绍国家九五重点投资项目新乡无氧铜材总厂铜坯牵引电气控制系统的改造方案，铜坯引出机中采用伺服定位控制系统工作原理、软件编程及说明。
关键词：铜坯引出工艺；伺服控制；软件编程
中图分类号 tm921. 541 文献标识码：a 文章编号：1001-6848(2000)05-0019-02
1引言
新乡无氧铜材总厂的铜坯牵引机设备是80年代中期从芬兰引进的，80年代末才正式投入使用，而牵引电机控制利用的液压传动由于多年的运行，该系统电气控制装置老化，液压传动维护困难，同时满足不了生产工艺的要求，产品质量不稳定。故对其液压传动定位控制系统进行改造，使用了90年代产品一单轴可编程全数字伺服控制系统。
2 现场的工艺状况对控制系统酌要求
无氧铜从液态经过结晶器，冷却系统到铜坯出炉有着严格的工艺过程，类似钢厂的水平连铸线（见图1）。
主传动利用伺服电机经过59. 69:1的速比带动主驱动轴，经过齿轮啮合使从动轮同步旋转，从动轮有压紧装置，通过摩擦力使铜棒水平运动，后面随动一飞锯，当铜棒引出13. 2m时，启动飞锯切断铜棒。
根据无氧铜的结晶工艺过程，铜坯引出的初始段，铜坯水平运动的速度如图2所示。
牵引500mm后，改为第二段运行速度图，见图3。运行2m后改为第三段运行速度图（正常牵引过程），见图4。
正常牵引工艺应有一段回退过程。铜坯只在严格按照这三段运行图，才能使铜坯有着设计要求的密度及光洁度，满足产品质量的要求。否则，会出现拉断或密度不均匀。
3 系统的工作原理及组成
本系统采用了全数字带位置环可编程伺服驱动装置。该驱动装置配有16个输入点及8个输出点，并可由用户定义及编程。
系统由1台16位微机组成信号及数学模型算法，运算单元及pwm功率输出单元组成。每个采样周期的开始，控制计算机通过输入接口采样来自上位机的口；通过另一个输入接口采样来自旋转变压器反映电机位置及速度信号以，经过r/d转换，电机旋转1周将模拟量信号转换为2的12次方（即
4096个脉冲）。计算机根据本采样周期采到的岛和口。按照主控单元已固化好的控制算法程序进行运算。示求出c(n)作为一个采样周期的原始数据
送至下一级电路作为位置信号的输出口3。主控单元经过计算，速度环根据数学模型按照一定的速度将信号输出至电流环，电流环将电流信号输出至pwm电路，电机输出一定的转矩。为了减少跟踪误差，伺服系统加进了前馈增益控制，并使用了转矩角控制，使输出转矩保持****[2]。这样，伺服电机按照预先给定的位置、速度进行位置控制，同时主控单元周朔扫描输入节点，并在某种条件下输出某一信号。
上位机采用了研华aws-825 -体化工作站，利用vb5及c++语言，根据标准的通讯协议建立了上位机与伺服控制单元的握手信号，并编制了用
户界面，同时根据工艺要求将应用程序软件存放在主控单元的flash（内存）中，用户根据要求可随时更改应用程序。
4位置控制
伺服位置控制器采用美国kollmorgen全数字单轴可编程伺服系统。位置指令只用一条语句即可走出位置，同时又能按照给定速度运行，（加、减速度及加、减速度曲线可 |
