軋機電氣傳動及自動化系統
1. 液壓軋機電氣傳動系統特點
1.1 軋機傳動控制系統全部采用德國西門子公司6RA80全數字控制裝置,可實現四象限控制,基速以上自動弱磁調速,使用增量式脈沖碼盤作為速度檢測元件,以提高速度的控制精度。全數字控制系統中,采用帶有調節角予控的電流調節回路,提高了系統的動態性能。邏輯無環流切換死時最短為2-3ms。由于采用數字觸發脈沖的形成與控制,脈沖對稱度好。全數字控制還包括EMF計算及磁場特性測試等,并可實現電流環和速度環的自動優化。系統具有80余種故障自診斷功能。系統參數不受溫度、時間變化的影響。因而具有調試方便,參數宜于量化和保存等諸多優點。通過PROFIBUS-DP網與上一級自動化系統通訊,在網上實現速度設定以及速度、電壓、電流實際值的采集。
1.2 本系統采用西門子全數字直流調速裝置,使系統的各項指標均達到了國內外同類軋機的先進水平。特點如下:
1.2.1 采用西門子6RA80整流裝置,調速范圍可做到100倍以上。裝置具有自動優化功能,通過自動優化功能的運行,使主傳動在整個范圍內達到較高的速度控制精度。穩速控制精度在±0.1%以內。
1.2.2 通過參數設定,系統以設定的加減速曲線進行升降速運行,并可將系統的加速度以實時性極高的點對點方式送至開卷和卷取機,開卷,卷取以次為依據進行動態補償,因而能很好的跟隨軋機系統,極大地減免了軋機動態加減速時斷帶的可能。
1.2.3 具有速度,電流,磁場以及摩擦轉矩優化處理的能力,尋找最佳調節器參數,使軋機保持良好的運行狀態。
1.2.4 軋制過程的初始幾個道次,軋制力矩較大,系統為恒轉矩調速;后幾道次,力矩減小,軋速提高,系統屬恒功率調速。所以電氣傳動采用調壓調磁的非獨立弱磁系統,電機在基速以下為恒轉矩調速,在基速以上為恒功率調速。
1.2.5 在弱磁運行,高速運行段,對象的參數發生變化。對此變化,系統也具有相應的自適應能力。系統配備了磁化曲線自動生成勵磁電流預控功能,可確保磁場調節的快速性。
1.2.6 在前幾個道次的軋制過程中,往往因坯料厚度公差大以及物理特性的變化,造成負載力矩波動較大。對此,系統具有較強的抗干擾能力。
1.2.7 通過設定制動運行曲線,以及設定相應的電流上升率,可有效地防止機械設備的沖擊,延長機械設備的壽命。
1.2.8 在高速運行時,電機整流子換向特性惡化,可通過設定與速度相關的電流限幅度,防止高速時電機環火,保證了電機的可靠運行。
1.2.9 軋機傳動裝置與卷取傳動裝置,PLC自動化裝置以及上位管理機之間,參數與控制指令的發送采用數據通信方式實現。
1.2.10 系統在斷帶或其他緊急故障時,具有快速停車功能,避免因疊軋而損壞機械設備。
2. 電氣傳動拓撲圖
3. 自動化PLC系統
軋制自動化控制系統采用兩級網絡控制,傳動級采用西門子公司6RA80全數字裝置,配置通訊板,和基礎自動化級之間采用PROFIBUS-DP網進行數據通訊,基礎自動化級和上位級通過MPI網進行數據通訊,既可以提高整個系統的控制水平又可以減少電纜敷設量,便于現場維護。過程控制采用SIEMENS S7-400PLC完成。實現軋機全流程生產控制。