ABB多傳動交流變頻調速系統在3000定尺剪中的應用

摘要：ABB傳動產品以其優質的品質在國內得到廣泛應用，本文闡述了其在定尺剪電控系統中的具體應用，如何與西門子PLC實現通訊更好的對產品實現控制。

關鍵詞：定尺剪 ABB 多傳動 通訊中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)2(b)-0091-01

隨著國家的迅猛發展，越來越多的項目快速啟動，為了適應國家的環境，許多企業抓住機遇上馬很多與時代同步伐的項目，河北敬業鋼廠的3000滾切式定尺剪就是在這種大環境下應用而生的。

1滾切式定尺剪的工作原理

滾切式定尺剪是裝有半徑為R=72m弧形上刀片的上刀架，在具有相同相位角和偏心半徑的兩個曲軸及連桿帶動下，并在控制桿的約束中，上刀片沿一個水平基面實現理想的滾動運動中將鋼板剪斷。

該基面比水平的固定下刀片略低約5mm。基面與下刀片的高度差即是上、下剪刃的重疊量，剪切過程中該重疊量基本保持不變。

上刀片運動到上始點停止，由機組輥道將鋼板送進一個確定的剪切定長，鋼板停止運動之后，壓板機構將鋼板壓住。刀片在兩曲軸帶動下完成鋼板的剪切，這一動作連續不斷重復進行，直至切完這一張鋼板為止。

2逆變裝置通過PROFIBUS-DP控制原理

針對此次設計的機械要求，主電機為高壓電機AC690V，710kW共兩臺，另有AC380V變頻電機機架輥和擺動輥道各一臺，輸入輸出輥道共88臺。經詳細論證考察在變頻交流傳動方面執行如下方案：

1主電機電壓為AC690V，兩臺主電機在整流回饋方面使用AC690V的晶閘管供電單元型號為：ACS800-404-3600-7在逆變方面使用的逆變器單元型號為：ACS800-104-1740-7，每臺主電機對應一臺逆變裝置。

2對于AC380V的交流變頻電機決定使其共用一臺整流回饋單元，其型號為ACS800-404-1700-3。對于逆變裝置，擺動輥道與機架輥道備用一個逆變裝置；輸入輥道分為四組，每10根輥道為一組，共用4個逆變裝置；輸出輥道也分為4組，每12根輥道為一組，共用四個逆變裝置，其型號分別為：擺動輥道：ACS800-104-0105-3I機架輥道ACS800-104-001i-3，輸入輸出輥道AC8800-104-0210-3。

根據以上所述，加主電機在內共有12個逆變裝置。在本系統中PLC控制系統采用的是西門子400系列，其CPU型號為：6ES7 416-2XK04-0AB0。根據設計需要，需要將這12個逆變裝置通過RPBA-01-PROFIBU S DP適配器模塊連接到PROFIBUS網絡上。RPBA-01 PROFIBUS DP適配器模塊是ABB傳動單元的一個可選設備，它可以將傳動單元連接到一個PROFIBUS網絡。在PROFIBUS網絡上，傳動單元為當成從屬設備。通過RPBA-01

PROFIB US DP適配器模塊，可以對逆變裝置實現以下功能：

向傳動單元發出控制命令(啟動、停止、允許運行等)。

給傳動單元發送速度或轉矩給定信號。

向傳動單元的PID調節器發送一個過程實際值或一個過程給定信號。

從傳動單元中讀取狀態信號和實際值。

改變傳動參數值。

對傳動單元進行故障復位。

在s7400主站對傳動單元進行配置時需要一個型號定義(GSD)文件。將GSD文件通過在STEP7硬件中進行安裝后，就可將每個傳動單元組態到系統硬件組態中，并定義相應的站地址。

RPBA-01使用數據一致性通訊，意味著在單程序周期內整個數據結構都進行傳輸。有的PLC在其內部處理，其它的則需要編程來進行數據一致性報文傳輸。本系統的西門子Simatics7需要采用特殊的功能塊SFCl5和SFCl4。

為了實現對傳動單元的控制與操作，本系統$7400做為主機向從機站發送輸出數據，并能同時向該從機站請求輸入數據。

控制字和狀態字

控制字是現場總線系統控制傳動的主要手段。它由主機發送到傳動，適配器模塊只是一個中間網關。傳動單元根據控制字的位碼信息進行狀態開關轉換，并且通過狀態字將狀態信息反饋給主機。

給定值

給定值是一個16位字，包含1個符號位和15個整數位。負給定值(表示反向旋轉)以二進制的補碼形式表示。

ABB傳動單元可以從多渠道接收控制信息，這些渠道有：模擬和數字輸入端、傳動控制盤和某通訊模塊(比如IRPBA-01)。為使PROFIBUS控制傳動單元，必須把通訊模塊設置為傳動單元的控制器。

實際值

實際值是一個16位字，它包含傳動單元操作方面的信息。由傳動參數來定義監視功能。

本系統中以擺動輥道為例。每一個傳動單元的程序塊FC都對應一個DB塊，擺動輥道的DB塊為DBl8，其傳動單元的IQ地址均為680-691，根據以上的控制字與狀態字的介紹，在擺動輥道傳動單元的控制中，需要給其送停止，運行，故障復位和急停的控制字。根據控制字列表，與其功能一一對應，停止的控制字應為：10001111110轉化為16進制數應為47E，在要求該傳動單元停止時要將47E送到PQW680中；運行的控制字應為：10001111l1轉化為16進制數應為47F，在要求該傳動單元運行時要將47F送到PQW680；故障復位對應的控制字為：10011110110轉化為16進制數應為4F6，在要求該傳動單元故障復位時要將4F6送到PQw68O；急停對應的控制字為：10001111011轉化為16進制數應為47B，在要求該傳動單元急停時要將47B送到PQW680，將需要的運行速度送到PQW682中。通過以上操作，可以實現該傳動單元的基本功能，達到操作要求和調試目的。根據狀態字的功能介紹，可以通過數據塊讀取該傳動裝置實時的反饋數據。將5l組參數中的5106設置為106，5108設置為111，就可以通過數據塊DBl8來讀取該傳動單元的速度和電流反饋值，其中DBl8.DBW2中為速度值，DB18.DBW4為電流值。

3結語

現在，這種多傳動的交流變頻調速系統已經在大中型生產線中得到了極為廣泛的應用。只有更加深入的了解才能使其更好的應用。該控制系統經現場調試使用，工作可靠，維護方便，完全能滿足滾切式定尺剪本身的控制工藝要求，本控制系統的組成在其它規格的軋鋼項目上均有一定的參考價值。本文所介紹的調速系統現在在河北敬業集團中厚板廠運行良好，并取了豐厚的利潤，受到了用戶的好評。