加熱爐輥道及裝出鋼機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

張國敏

摘要：變頻調(diào)速技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展日趨成熟，機(jī)械設(shè)備采用變頻調(diào)速傳動，可以增加設(shè)備的使用壽命，減小機(jī)械設(shè)備的噪音，對節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。該板坯運(yùn)輸系統(tǒng)的特點：輥道傳動屬于典型的多電機(jī)控制，由一臺變頻器帶動一組電機(jī)，電機(jī)與變頻器間加低壓保護(hù)開關(guān)；裝出鋼機(jī)的控制包括抬升和行走，需要經(jīng)常起、制動，典型的單電機(jī)閉環(huán)矢量控制。

關(guān)鍵詞：多電機(jī)控制；裝出鋼機(jī)；閉環(huán)矢量控制

中圖分類號：TM924.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0014-01

1 運(yùn)輸系統(tǒng)組成

該加熱爐板坯運(yùn)輸系統(tǒng)包括：入爐輥道共10組，速度范圍：0±2.0 m/s。出爐輥道共9組，速度范圍：0±1.5m/s。輥道為交流電機(jī)單獨(dú)傳動、成組控制、與其它組輥道聯(lián)動，均可正、反轉(zhuǎn)、調(diào)速。

2 控制系統(tǒng)技術(shù)方案

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)使用AB-Powerflex700S變頻器分別控制輥道電機(jī)19組，裝、出鋼電機(jī)24臺。使用Profibus實現(xiàn)變頻器與S7-400 PLC的通訊，使系統(tǒng)便于實現(xiàn)自動化。

傳動系統(tǒng)使用整流回饋單元+直流母線+逆變單元的形式，傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

2.2 變頻器與PLC的通訊

傳動柜變頻器通過Profibus實現(xiàn)與西門子S7-400的通訊如圖2所示。

3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

3.1 輥道控制

在每組輥道都安裝有檢測裝置， 根據(jù)檢測到的板坯頭和板坯尾信號，設(shè)置防止板坯碰撞條件， 因此即使下一組輥道上有其他板坯， 本組輥道仍然可以運(yùn)轉(zhuǎn)， 直到板坯頭部接近下一組輥道時才會停下，此過程是一個勻減速過程，在板坯進(jìn)入本組輥道并能準(zhǔn)確停在本組輥道時， 才會逐漸減速直到在接近下組輥道時停下來， 從而使兩塊板坯之間的傳輸時間間隔最小化。如果下組輥道無板坯， 系統(tǒng)可根據(jù)板坯的頭部位置計算行程， 當(dāng)板坯在本組輥道行走到距下組輥道一定距離時啟動下組輥道或者調(diào)整輥道的轉(zhuǎn)速，保證板坯所在的兩組輥道的速度相同，這樣就可以避免不必要的輥道空轉(zhuǎn)， 既節(jié)省了能源， 又能延長設(shè)備使用壽命。

加熱爐的爐前輥道以及爐后輥道均采用電動變頻控制，系統(tǒng)是按照一般情況板坯的長度小于每組輥道的長度來設(shè)置。

3.2 裝鋼機(jī)控制

每座加熱爐布置一臺加熱爐裝鋼機(jī)，長行程裝鋼機(jī)位于加熱爐入爐側(cè)正前方，用于將入爐裝料輥道上的板坯送到步進(jìn)式加熱爐內(nèi)。每臺加熱爐裝鋼機(jī)分成兩組，通過電磁離合器分合同步軸，可單獨(dú)或聯(lián)動動作，將板坯單排或雙排裝入加熱爐內(nèi)。

3.3 出鋼機(jī)控制

出鋼機(jī)位于相應(yīng)的加熱爐出料端正前方，用于將加熱爐內(nèi)移送到出料端的板坯托出并平穩(wěn)地放在出爐出料輥道上。每臺加熱爐出鋼機(jī)分成兩組，通過電磁離合器分合同步軸，可單獨(dú)或聯(lián)動動作，將板坯單排或雙排裝入加熱爐內(nèi)。出鋼機(jī)平移部分采用變頻器控制，出鋼機(jī)托桿退出爐后，把板坯放到出爐側(cè)輥道時，要求實現(xiàn)輕放。

4 技術(shù)特色與創(chuàng)新點

在本套變頻傳動控制系統(tǒng)中，輥道電機(jī)每組加一編碼器參與板坯定位和速度控制，優(yōu)化了控制工藝；裝出鋼控制的抬升控制采用變頻電機(jī)控制，取代液壓控制，不僅節(jié)約成本，而且降低了維護(hù)強(qiáng)度。

5 使用效果

該變頻控制系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、控制可靠，實現(xiàn)高度自動化，減少了操作工勞動強(qiáng)度，降低了設(shè)備故障率。圓滿達(dá)到用戶設(shè)計要求。endprint