宣鋼三棒編組鏈西門子S120傳動控制系統創新優化

張亞迎 楊帆 張曉東

摘 要：本項目主要介紹了徐昂剛三棒冷床編組鏈項目背景，解決措施和實施效果。

關鍵詞：編組鏈；編碼器；傳動裝置

1 項目背景

原有的三棒冷床編組鏈是由3臺各自帶編碼器的交流電機拖動的，這3臺電機各自都是帶編碼器的速度閉環控制，各自獨立運行。每臺電機的速度都是依靠各自編碼器的速度反饋來進行調節的。因此經常會出現編組鏈運行不同步、扭鋼等影響生產順利進行的缺陷，極大的影響了生產順利進行。而且原有的控制方式需要3臺編碼器必須同時保持正常工作缺一不可，一旦其中一臺編碼器出現故障就會導致其中一臺電機的速度控制失去閉環從而導致西門子s120裝備報重故障、電機停轉。給生產和維檢人員造成非常大的工作量。

2 項目優化設計

通過大量查閱西門子s120參數設置資料，我們決定將編組鏈原有控制方式改為單編碼器的速度閉環主從控制。具體步驟如下：

首先任選一臺帶編碼器的電機作為主從控制關系中的“主”，我們選擇了1號電機作為主電機，則2號、3號電機則為從電機。其中，原有的西門子s120調試軟件stater中這3臺電機的參數設置為：P1300=21，轉速調節方式（帶編碼器）；P1501=0（轉速調節）；轉矩給定來自于速度環的輸出，并且保持不變。

我們提供技術方案如下：

傳動系統采用主從控制方式，由于三個電機之間采用的是硬連接方式，因此通過直接轉矩分配的方式來實現主從控制，保證三個電機之間通過連接器保持相同的轉速。

在配置直接轉矩控制方式時，將主裝置設定在速度模式工作，從裝置設定在轉矩模式工作，將主裝置的轉矩設定值作為從裝置的轉矩給定值，這樣保證系統運行時，從裝置轉矩始終與主裝置一致，同時因為機械結構的原因，使從裝置速度始終與主裝置一致，從而完成轉矩的分配。

由于編組鏈傳動裝置采用的配置方式是由1個CU320控制單元連接3個驅動軸，相互之間使用Drive-Cliq方式進行通訊，因此利用軸間變量的互連來實現主從控制的數據交換。定義1號電機裝置VECTOR_01為主逆變裝置，2號電機裝置VECTOR_02和3號電機裝置VECTOR_03為從逆變裝置，配置步驟如下：

a.主裝置VECTOR_01：原參數設置不變，采用速度控制，P1300=21，轉速調節方式（帶編碼器）；P1501（0）=0（轉速調節）；轉矩給定來自于速度環的輸出保持不變。

b.從裝置VECTOR_02和VECTOR_03：選擇轉矩工作在速度模式，P1300=21，轉速調節方式（帶編碼器）；然后設定P1501（0）=1（轉矩調節），從速度模式切換到轉矩模式；P1503（0）=VECTOR_05：r79，轉矩設定源鏈接主裝置的轉矩設定（見下圖）。

設備連軸和傳動參數設置完畢后，試車運行，手動微調速度調節器比例積分參數P1460和P1462，實現了三臺電機的同步運行。

3 運行效果

在實現同步之后，當再次遇到編碼器故障時，我們通過倒換編碼器的擴展端子模塊smc30可以隨時實現備件更換。即當1號電機主裝置的編碼器出現故障時，維檢人員不再需要到現場更換新的編碼器，而是可以直接將2號、3號電機編碼器的smc30模塊插頭直接倒換到1號電機裝置的smc30上，這個時候2號或者3號電機裝置即可成為主裝置去拖動編組鏈運轉，從而實現非常快速解決故障。因為運用了從裝置的備用編碼器而節省了新的備件，從而達到了節省備件的效果。

4 結語

通過對宣鋼三棒生產線電氣系統創新設計與應用項目的實施，解決了部分電控系統中存在的不完善之處，提升產品成才率，提高生產效率的同時降低能源消耗設備故障率大幅降低，開發了設備新的使用功能，適應了鋼軋廠不斷拓展的、新的品種鋼的軋制要求。

參考文獻：

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