久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

    2 系統介紹

    在煉鋼連鑄生產自動化系統中，采用西門子plc作為系統的控制中心，傳動部分分為公用部分、鑄流部分、冷卻水部分和火焰切割幾部分。由于連鑄機生產的特殊性，它對電氣傳動系統的要求較高，要求調速無靜差，動態響應速度快，抗干擾能力強。mm4系列變頻器具有通用性強、保護功能完善、可靠性高、性價比出色等特點，同時在通信功能、工作效率、使用方便等方面也很優勢。現場照片如附圖所示。

 

附圖 現場照片 

    3 控制系統構成

    驅動設備：所有主生產線傳動設備全部采用了變頻器驅動，連鑄機從鋼包回轉臺直至橫向移鋼車以及二冷水壓力調節等機械設備的傳動中共使用了68臺變頻器，功率范圍從1.1kw到110kw。

    控制器：采用西門子s7系列控制器，通過profibus－dp現場級總線，將生產線各部分的信號集合到plc完成出口及收集區自動化控制，繼電連鎖以及故障檢測。并實現了多種設備之間的聯系。

    4 運行原理及功能

    在連鑄機的不同部位，既有在普通條件下運行的機械設備，如輥道、切割車、水泵，也有一些機械設備對傳動系統有著特殊要求，需要對變頻器功能正確利用。下面就對一些此類設備的應用進行說明。如：

    （1） 鋼包回轉臺

    鋼包回轉臺是連鑄機的關鍵設備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。鋼包回轉臺的回轉情況基本上包括兩側無鋼包、單側有鋼包、兩側有鋼包三種情況，而單個鋼包重量已超過140噸。三種情況下，鋼包回轉臺受力有很大不同，但無論在何種情況下，都要保證鋼包回轉臺的旋轉平穩，定位準確，起停時要盡可能減小對機械部分的沖擊，為減少中間包液面波動和溫降，要縮短旋轉時間。因此，我們在變頻器的容量選擇上，留有余地，即比電機功率加大一級。同時利用變頻器的s曲線加速功能，通過調整s曲線保證加、減速曲線平滑快速，減少對減速機的沖擊，再通過plc判斷變速限位、停止限位實現旋轉過程中高、低速自動變換及到位停車，同時滿足了對旋轉時間和平穩運行的要求。

    （2） 結晶器

    結晶器是連鑄機的核心設備之一，直接關系到連鑄坯的質量。結晶器的振動頻率要求準確，并根據拉坯速度自動調整，在高振頻時，由于電機負載率上升，轉差率增加，導致振動頻率有所降低，而為了保證振動頻率的精確，需要打開變頻器的轉差補償控制，在負載增加時，使變頻器自動增加輸出頻率以提供在沒有速度降低情況下所需要的電機轉差率，補償量正比于負載的增加量，并在整個調速范圍內都起作用。 

    另外，結晶器的振動是由電機帶動偏心機構旋轉來實現的，因此表現為輸出電流及母線電壓呈現周期性震蕩，在振動頻率較高時有引起母線過電壓故障的可能，通過允許變頻器的母線調節功能，使變頻器會基于直流母線電壓自動調整輸出頻率，監測到母線電壓瞬時升高時變頻器會適當增加輸出頻率以減小引起母線電壓升高的再生能量，這樣做降低了出現變頻器過壓故障的可能性。同時高速區矢量控制同樣可以弱磁運行，進行恒功率調速，其速度力矩精度響應頻率性能和指標，可達到直流調速系統品質指標。

    （3） 拉矯機

    在連鑄工藝中，連鑄機拉坯輥速度控制是連鑄機的三大關鍵技術之一，拉坯速度控制水平直接影響連鑄坯的產量和質量，而拉坯輥電機驅動裝置的性能又在其中發揮著重要作用。交流電機變頻調速技術日益成熟，交流變頻驅動調速平穩，調速范圍寬，對機械沖擊低，交流電機維護量低，交流變頻調速已取代直流調速，完全能夠滿足拉坯輥速度控制的需要。

    連鑄機的拉矯機為五輥雙機架三驅動，上拉坯輥、下拉坯輥、矯直輥由三臺同型號電機共同驅動，完成引錠桿的上下傳送運行和連鑄坯牽引，三臺電機必須保持同步，與一般的同步要求不同的是要保證三個輥面的線速度相同，而不是三臺電機的轉速相同，以避免出現負載分配不均引起母線過壓、欠壓、過載故障。 

    三臺變頻器接受相同的速度指令，按照同一頻率運行，但由于三輥處于一個半徑8m的圓弧段的不同位置上，若要保持三個輥面的線速度相同，則三臺電機的轉速實際應有輕微差別，加上三臺電機的參數不可能完全相同，這就造成了三臺電機同步的困難。如果打開母線調節功能，雖然可以在一定程度上避免由于不同步造成的母線電壓升高，但會造成電機轉速的不穩定，從而使拉速值波動，進一步影響到結晶器鋼水液面和二冷配水的穩定，甚至有造成事故的危險。為此，我們利用變頻器內置的pi控制功能，使三臺電機構成主從驅動系統，即以上拉坯電機作為主驅動電機，工作在速度調節方式，下拉坯電機和矯直電機作為從動電機，工作在帶有速度修正的速度調節方式下，通過比較主從電機的力矩電流產生偏差信號，從而修正從動電機的速度。變頻器間的力矩電流信號傳送可以通過變頻器內置的模擬量輸入、輸出通道來實現，無需另外添加硬件。這種方法構成的主從驅動系統，結構簡單，完全利用變頻器內置功能實現，可以連續自動完成速度修正，應用在多輥傳動的拉矯機上效果非常理想。 

    （4） 切割機

    本項目應用的切割機是火焰切割機，其主要作用是將鑄坯切割成定尺或倍尺長度，并可進行坯頭、坯尾及試樣切割。與引錠桿分離后的鑄坯按拉坯速度進入切割區，火焰切割機切掉300mm左右長度的切頭，掉入下部的切頭收集箱內，切頭切割以后的鑄坯按要求的三倍尺長度切割。切割期間，靠夾持裝置，火焰切割機與鑄坯同步行走，鑄坯長度通過測量輥測量，切割自動進行，并且考慮二級自動化系統的長度優化。

    切割機主要傳動系統主要包括；切割機的行走：由一臺mm440型變頻器拖動兩臺電機，電機帶熱開關保護，每臺電機帶有一個電磁抱閘線圈，行程控制是由一個增量型編碼器和行程限位開關組成； 切槍的行走驅動：每個切槍的行走是由一臺mm440型變頻器拖動1臺電機進行的，切槍行走的位置分別由兩個增量型編碼器和接近開關控制。

    （5） 移鋼車

    移鋼車用來推動鑄坯進入步進冷床，由于多根鑄坯與軌道之間的摩擦較大，因而移鋼車要有足夠的推力，為滿足快節奏的生產需要，移鋼車還要保持較高的行走速度，以滿足工藝對時間的要求，而空間的限制又使得移鋼車必須在很短的距離內進行制動，以免與橫梁發生碰撞，損壞設備。為達到以上要求，通過適度增加啟動力矩，行程中plc根據人員操作和接近開關判斷移鋼車運行方向、所在位置，及時改變變頻器速度，制動時打開直流制動功能以配合抱閘，充分滿足了工藝要求，保護了設備，同時避免了變頻器出現報警、故障。

    （6） 增壓泵

    增壓泵用來為二次冷卻水加壓，使水壓穩定在設定值，以保證調節閥能夠穩定的調節二次冷卻水量，冷卻鑄坯。這可以通過變頻器的內置的pi控制功能來實現。同時，增壓泵功率較高，并且幾乎是24小時運轉，有較大的節能潛力，配合變頻器的自動節能功能，在空載或輕載時，變頻器將自動降低其輸出給電動機的電壓，以減少電機空載時的勵磁電流，從而減少了電能的消耗。

    5 變頻器的主要調試參數

    考慮到高線生產的技術保密問題，僅將涉及到的主要參數做簡單羅列于附表。

    6 結束語

    自連鑄機投產以來，mm440變頻器在連鑄機的各類傳動設備上表現良好，充分滿足了生產工藝和機械設備的要求，它的優良性能和極高可靠性在連鑄生產中得到了充分發揮，為客戶的按時投產、達產，生產出質量合格的連鑄坯，發揮了不可替代的作用。大大提高了連鑄機生產能力和增加金屬收得率。

    作者簡介

    何林 現任西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團標準傳動部行業拓展經理。

    參考文獻

    [1] 王雅貞,張巖. 新編連續鑄鋼工藝及設備. 北京:冶金工業出版社

    [2] siemens．micromaster 440標準變頻器使用大全,2007