軋機電動壓下EGC系統的優化

張帥　喬匯龍　王潔　任鵬帥　李曉華

摘要：本文詳細介紹了軋機電動壓下EGC系統，通過對EGC自動化系統程序的優化，重新設計輥縫控制邏輯，對傳動系統進行了參數優化，實現壓下電機的同步控制，徹底解決了EGC壓下系統跳閘的問題，避免了電機二次啟動時電磁離合器的磨損，保證了EGC電動壓下控制系統的穩定運行。

[關鍵詞]EGC自動控制同步控制

1概述

電動壓下EGC系統是中厚板軋機的關鍵設備，用來調整空載時的軋機輥縫。中板廠自2014年投產后三年來，頻繁出現EGC系統跳閘的問題，離合器內齒磨損嚴重，已經不能正常咬合，導致電磁離合器打齒，需要將壓下電機拆下后更換電磁離合器，造成重大設備事故。我們對電動壓下EGC系統的自動化控制系統和傳動控制系統進行了優化和改進，徹底解決了跳閘的問題，避免電磁離合器的機械磨損，保證了電動壓下控制系統的穩定運行。

2電動壓下EGC系統組成

軋機電動壓下EGC系統中，操作側（OS）和傳動側（DS）各有一套壓下絲杠，壓下絲杠通過渦輪減速機和壓下電機連接。傳動側和操作側電機速度保持同步，兩臺電機通過電磁離合裝置連接，電機軸端有氣動抱閘作為制動器。電動壓下EGC系統用來調整空載時的輥縫，還有換輥后輥縫的校正。壓下絲杠頂部安裝MTS位移傳感器，磁環安裝在蝸桿上，實現對壓下絲杠的位置檢測。

3自動化系統介紹及優化

電動壓下EGC系統采用西馬克X-PACTMotion自動化控制系統，該系統為西馬克公司采用的第二代自動化產品，編程軟件為LogiCAD，具有圖形化的特點。Xpro是整個程序的數據庫，包含程序使用的結構變量、全局變量等。XHmi是一個基于網絡的用于配置和監控控制系統的軟件，可以通過XHmi畫面實現程序內參數的修改和設定，具有方便、快捷的特點。SCT_ED是PROBAS的一個用于配置Resource的狀態轉換表的工具，它是程序設計的核心理念。

通過PDA數據采集系統對壓下電機跳閘情況進行分析，如圖1所示（圖中PDA數據釋義見表1），壓下電機堵轉跳閘發生在電動壓下在擺輥縫的過程中，L1級自動化系統接收到L2級重新下發的輥縫，自動化系統根據新輥縫重新下發壓下電機速度。以壓下電機在上抬未到位的過程中下壓給定為例，電機在反轉減速過程中，程序輸出正轉給定，這樣壓下電機第二次啟動時并不是在一種完全靜止的狀態，先要克服上一個動作的轉動慣量。這時電機需要的啟動轉矩是非常大的，電機自身的啟動能力不足以克服這個大力矩，那么電機實際一直處于靜止發力的狀態，最終會導致逆變器報堵轉故障，這說明壓下電機在頻繁啟動時加速能力不足。

解決電機堵轉的問題，需要保證壓下電機在靜止的狀態下啟動。電動壓下在擺輥縫的過程中，L2級重新下發新輥縫時，自動化系統將新輥縫保存，等待第一次電動壓下輥縫到位后，電機停止運行，氣動抱閘關閉，然后再執行新下發的輥縫，避免電機堵轉情況的發生。優化和完善程序，當自動化系統收到傳動系統發送的操作側電機和傳動側電機停止信號，延時1秒后，電動壓下開始第二次擺輥縫的動作。從PDA上可以看出，操作側抱閘動作時間為0.3s左右，傳動側抱閘動作時間為0.6s左右，因此，L1級收到傳動電機停止信號，觸發抱閘關閉命令，兩側抱閘于0.6s后全部關閉，與下次輥縫重新下發時間間隔為1s-0.6s=0.4s，因此，確保了第二次擺輥縫時壓下電機處于靜止的狀態。

4傳動系統優化

傳動系統由兩套6SE70裝置組成，軋機壓下傳動系統屬于無編碼器反饋的轉矩主從跟隨矢量控制系統，實現兩臺壓下電機的同步控制。對原有電機銘牌數據、傳動參數進行了核對，主要完成傳動裝置和L1級系統的參考值進行了校對、將不匹配的值進行了修改。進行了電機參數自由優化P115=2（靜態識別），P115=4（電流計算），P115=5（速度調節器優化）。

電機抱閘控制由L1系統根據單電機實際速度比較后控制抱閘，更改為傳動系統比較后發狀態字1，bit10（P796設置門檻值）狀態給L1級系統后，關閉抱閘。在L1系統中將主電機速度零信號同時控制兩側抱閘，來保證兩側抱閘關閉時間一致。參數優化完成后，測試了單電機分別運行在50轉，100轉、200轉、400轉、600轉、800轉、1000轉時的速度、轉矩值。電機滿足控制要求，高速穩態精度偏差小于0.1%，低速穩態精度小于0.15%。帶負荷軋鋼期間，檢測主動電機速度跟隨情況滿足要求，兩側電機轉矩跟隨情況良好，誤差小于1%。

5結束語

通過對EGC自動化系統程序的優化，優化輥縫控制邏輯，并且對傳動系統進行了參數優化，徹底解決了EGC壓下系統跳閘的問題，避免了電機二次啟動時電磁離合器的磨損，保證了EGC電動壓下控制系統的穩定運行。

參考文獻

[1]陳伯時，電力拖動自動控制系統[M].北.京：機械工業出版社，1999.

[2]顧繩谷，電機及拖動基礎[M].北京：機械工業出版社，2003.