1 引言
萊鋼軋鋼廠中小型車(chē)間是萊鋼利用亞洲銀行貸款進(jìn)行改擴(kuò)建的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，主要成品為螺紋鋼、圓鋼、角鋼、槽鋼、彈簧扁鋼。整個(gè)車(chē)間的主體設(shè)備從加熱爐、軋線、冷床、碼垛到成品輸出全部從意大利danieli公司引進(jìn)，控制系統(tǒng)包括軋鋼控制和碼垛機(jī)控制系統(tǒng)，是一個(gè)多變量輸入、多變量輸出控制系統(tǒng)，并且系統(tǒng)變量在軋鋼生產(chǎn)運(yùn)行中相互耦合，因此整個(gè)軋鋼系統(tǒng)要想達(dá)到理想的工作狀態(tài)是不容易的。該廠有18架軋機(jī)、一個(gè)加熱爐、碼垛機(jī)和三臺(tái)打捆機(jī)，工作時(shí)分別由13套abb mp200/1控制系統(tǒng)控制各自生產(chǎn)設(shè)備。
2 設(shè)計(jì)方案
軋機(jī)等采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)，受到國(guó)家政府的普遍重視。本著既節(jié)能降耗，又控制簡(jiǎn)單的原則，基于現(xiàn)有的系統(tǒng)，筆者設(shè)計(jì)了每臺(tái)軋機(jī)由一臺(tái)變頻器拖動(dòng)的方案。在本方案中充分運(yùn)用了mp200/1控制系統(tǒng)來(lái)控制軋鋼生產(chǎn)。通過(guò)對(duì)各種變頻器的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較，選擇了瑞典abb公司生產(chǎn)的acs604-0140-3型變頻器，它是用于拖動(dòng)鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的三相供電變頻器，采用成熟的微處理器控制技術(shù)來(lái)檢測(cè)電機(jī)的電信號(hào)。這些數(shù)據(jù)配合直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)可以達(dá)到近乎完善的電機(jī)控制。附加脈沖編碼器反饋后，可以應(yīng)用于精確的速度控制，或長(zhǎng)期運(yùn)行于接近零速區(qū)的應(yīng)用場(chǎng)合。acs604的控制和保護(hù)系統(tǒng)是通過(guò)應(yīng)用宏的設(shè)置來(lái)配置和工作的，操作有本地和遠(yuǎn)地兩種方式，提供了一個(gè)開(kāi)放式的通訊系統(tǒng)來(lái)與plc或dcs系統(tǒng)連接，并可與多種通訊協(xié)議進(jìn)行界面連接。acs604提供了6種可編程的故障保護(hù)功能和幾種非用戶(hù)可調(diào)整的已編程的保護(hù)功能;此外，還提供了故障診斷記錄、監(jiān)視功能、自動(dòng)復(fù)位、極限、參數(shù)鎖定、內(nèi)置pid調(diào)節(jié)器、共振頻率衰減、可編程數(shù)字、模擬輸出、輸入信號(hào)源的選擇和信號(hào)處理等功能。具有內(nèi)置pid控制器是選擇變頻器的一個(gè)重要因素。
3 控制原理
3.1 直接傳動(dòng)
在直接傳動(dòng)系統(tǒng)中，電機(jī)是通過(guò)一個(gè)傳統(tǒng)的低速連接器直接耦合到軋機(jī)傳動(dòng)部分的。傳動(dòng)柜通常是由abb的acs600變頻器組成的。關(guān)于變頻器的硬件組成是與傳統(tǒng)的交流異步傳動(dòng)一致的，都可以采用風(fēng)冷和水冷。而軟件的設(shè)計(jì)則是專(zhuān)用的永磁電機(jī)(同步電機(jī)的一種)驅(qū)動(dòng)軟件。同步電機(jī)允許在軋機(jī)上采用編碼器的運(yùn)行方式。傳動(dòng)部分的控制系統(tǒng)、應(yīng)用軟件以及人機(jī)界面的控制這幾部分都是跟abb在軋機(jī)上的解決方案一致。因此，直接傳動(dòng)能與其他的abb傳動(dòng)方案同時(shí)并列運(yùn)行，而且acs600變頻器無(wú)須更換就可以升級(jí)到新的直接傳動(dòng)系統(tǒng)。該電機(jī)是永磁同步電機(jī)，因?yàn)檐堜撘?guī)格、鋼性是不變的，所以控制軋機(jī)轉(zhuǎn)速就能控制軋鋼的生產(chǎn)，也就能控制軋鋼的節(jié)奏。變頻器接受到啟動(dòng)信號(hào)后，按照預(yù)設(shè)定的給定頻率啟動(dòng)。軋鋼活套量反饋回變頻器輸入端與給定信號(hào)相比較，差值經(jīng)變頻器內(nèi)置的pid調(diào)節(jié)器調(diào)整，控制變頻器的輸出頻率，直至達(dá)到要求的套高量，實(shí)現(xiàn)了軋鋼生產(chǎn)恒定閉環(huán)控制。在本控制系統(tǒng)中，關(guān)鍵的問(wèn)題是過(guò)程參數(shù)pid的整定。由于軋鋼生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，活套高度的多少和微張力的大小決定了軋機(jī)轉(zhuǎn)速的大小。為了保證系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行，不出現(xiàn)大的波動(dòng)，對(duì)生產(chǎn)造成影響，在調(diào)試過(guò)程中，應(yīng)先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定pid參數(shù)，然后針對(duì)生產(chǎn)多次反復(fù)調(diào)整，直至出現(xiàn)相對(duì)最佳控制過(guò)程。圖1示出系統(tǒng)配置pc station as520(插有rta加速網(wǎng)卡)作為mb300二類(lèi)主站及服務(wù)器.在as520中裝有hu, abb as520等軟件。通過(guò)mp200/1軟件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)plc程序的編寫(xiě)、下載，對(duì)總線上的各站的硬件網(wǎng)絡(luò)組態(tài), 監(jiān)控,數(shù)據(jù)診斷,總線參數(shù)的設(shè)置等。(這里需要注意的是plc初次硬件組態(tài)必須通過(guò)工程師站與plc相連下載)。as520作為二類(lèi)主站的參數(shù)，提供opc接口等。通過(guò)視窗控制中心組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)畫(huà)面進(jìn)行組態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控和控制。用戶(hù)可以通過(guò)abb as520良好的人機(jī)界面、清晰、直觀的組態(tài)圖形對(duì)電機(jī)的運(yùn)行情況一目了然，并且可以方便的通過(guò)按鍵對(duì)電機(jī)進(jìn)行起停、正反轉(zhuǎn)及點(diǎn)動(dòng)控制和電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)置。在as520中建立歸檔數(shù)據(jù)，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速、電流和轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行存儲(chǔ)，用趨勢(shì)圖可以時(shí)時(shí)察看也可以歷史查詢(xún)，為今后進(jìn)行控制效果分析建立數(shù)據(jù)庫(kù)。另外還對(duì)報(bào)警變量的進(jìn)行設(shè)置，建立報(bào)警畫(huà)面。上位機(jī)利用opc接口通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)訪問(wèn)與總線相連的二類(lèi)主站abbas520。將as520設(shè)置為客戶(hù)機(jī)即opc客戶(hù)機(jī)，在as520上的項(xiàng)目中添加opc通訊驅(qū)動(dòng)，并選擇as520(網(wǎng)上計(jì)算機(jī)名為cp2)為終端服務(wù)器則用戶(hù)便可以在cp2上訪問(wèn)過(guò)程變量數(shù)據(jù)庫(kù)，察看現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的運(yùn)行情況。從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理，數(shù)據(jù)的時(shí)時(shí)調(diào)用和監(jiān)控，為管控一體化提供了一種實(shí)現(xiàn)的方法。
圖1 系統(tǒng)配置圖
軋機(jī)采用變頻器調(diào)速實(shí)現(xiàn)軋機(jī)速度控制，見(jiàn)圖2。穩(wěn)定性和可靠性高，調(diào)節(jié)特性好。變頻調(diào)速使電機(jī)運(yùn)行狀況明顯改善，維護(hù)量大大減少，同時(shí)大大減少機(jī)械系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)更加方便操作，設(shè)備工作效率更高。系統(tǒng)采用過(guò)流、過(guò)壓、瞬時(shí)斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護(hù)，避免了因此造成電機(jī)燒損而影響生產(chǎn)所帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。更為重要的是它的節(jié)能效果好，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
圖2 速度控制簡(jiǎn)圖
活套控制過(guò)程可分為四部分:預(yù)形成、活套形成、活套控制、甩尾階段。
4 結(jié)束語(yǔ)
中小型棒材生產(chǎn)線自97年投產(chǎn)以來(lái)，軋值速度控制穩(wěn)定，各個(gè)軋值規(guī)格均已軋制成功。在軋機(jī)組態(tài)和其他工藝參數(shù)計(jì)算好的前提下，軋機(jī)調(diào)速平穩(wěn)，微張力和活套控制穩(wěn)定，滿(mǎn)足了規(guī)格更換頻繁、軋制節(jié)奏日益加快的生產(chǎn)需要，現(xiàn)年生產(chǎn)能力已突破原設(shè)計(jì)能力向100萬(wàn)噸邁進(jìn)。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
|
|
|
|
|
|
|
|