宣鋼三棒編組鏈西門子S120傳動(dòng)控制系統(tǒng)創(chuàng)新優(yōu)化

張亞迎 楊帆 張曉東

摘 要：本項(xiàng)目主要介紹了徐昂剛?cè)衾浯簿幗M鏈項(xiàng)目背景，解決措施和實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：編組鏈；編碼器；傳動(dòng)裝置

1 項(xiàng)目背景

原有的三棒冷床編組鏈?zhǔn)怯?臺(tái)各自帶編碼器的交流電機(jī)拖動(dòng)的，這3臺(tái)電機(jī)各自都是帶編碼器的速度閉環(huán)控制，各自獨(dú)立運(yùn)行。每臺(tái)電機(jī)的速度都是依靠各自編碼器的速度反饋來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)編組鏈運(yùn)行不同步、扭鋼等影響生產(chǎn)順利進(jìn)行的缺陷，極大的影響了生產(chǎn)順利進(jìn)行。而且原有的控制方式需要3臺(tái)編碼器必須同時(shí)保持正常工作缺一不可，一旦其中一臺(tái)編碼器出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致其中一臺(tái)電機(jī)的速度控制失去閉環(huán)從而導(dǎo)致西門子s120裝備報(bào)重故障、電機(jī)停轉(zhuǎn)。給生產(chǎn)和維檢人員造成非常大的工作量。

2 項(xiàng)目?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)

通過(guò)大量查閱西門子s120參數(shù)設(shè)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(huán)主從控制。具體步驟如下：

首先任選一臺(tái)帶編碼器的電機(jī)作為主從控制關(guān)系中的“主”，我們選擇了1號(hào)電機(jī)作為主電機(jī)，則2號(hào)、3號(hào)電機(jī)則為從電機(jī)。其中，原有的西門子s120調(diào)試軟件stater中這3臺(tái)電機(jī)的參數(shù)設(shè)置為：P1300=21，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式（帶編碼器）；P1501=0（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）；轉(zhuǎn)矩給定來(lái)自于速度環(huán)的輸出，并且保持不變。

我們提供技術(shù)方案如下：

傳動(dòng)系統(tǒng)采用主從控制方式，由于三個(gè)電機(jī)之間采用的是硬連接方式，因此通過(guò)直接轉(zhuǎn)矩分配的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)主從控制，保證三個(gè)電機(jī)之間通過(guò)連接器保持相同的轉(zhuǎn)速。

在配置直接轉(zhuǎn)矩控制方式時(shí)，將主裝置設(shè)定在速度模式工作，從裝置設(shè)定在轉(zhuǎn)矩模式工作，將主裝置的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值作為從裝置的轉(zhuǎn)矩給定值，這樣保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，從裝置轉(zhuǎn)矩始終與主裝置一致，同時(shí)因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的原因，使從裝置速度始終與主裝置一致，從而完成轉(zhuǎn)矩的分配。

由于編組鏈傳動(dòng)裝置采用的配置方式是由1個(gè)CU320控制單元連接3個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，相互之間使用Drive-Cliq方式進(jìn)行通訊，因此利用軸間變量的互連來(lái)實(shí)現(xiàn)主從控制的數(shù)據(jù)交換。定義1號(hào)電機(jī)裝置VECTOR_01為主逆變裝置，2號(hào)電機(jī)裝置VECTOR_02和3號(hào)電機(jī)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(shù)設(shè)置不變，采用速度控制，P1300=21，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式（帶編碼器）；P1501（0）=0（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）；轉(zhuǎn)矩給定來(lái)自于速度環(huán)的輸出保持不變。

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

設(shè)備連軸和傳動(dòng)參數(shù)設(shè)置完畢后，試車運(yùn)行，手動(dòng)微調(diào)速度調(diào)節(jié)器比例積分參數(shù)P1460和P1462，實(shí)現(xiàn)了三臺(tái)電機(jī)的同步運(yùn)行。

3 運(yùn)行效果

在實(shí)現(xiàn)同步之后，當(dāng)再次遇到編碼器故障時(shí)，我們通過(guò)倒換編碼器的擴(kuò)展端子模塊smc30可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)備件更換。即當(dāng)1號(hào)電機(jī)主裝置的編碼器出現(xiàn)故障時(shí)，維檢人員不再需要到現(xiàn)場(chǎng)更換新的編碼器，而是可以直接將2號(hào)、3號(hào)電機(jī)編碼器的smc30模塊插頭直接倒換到1號(hào)電機(jī)裝置的smc30上，這個(gè)時(shí)候2號(hào)或者3號(hào)電機(jī)裝置即可成為主裝置去拖動(dòng)編組鏈運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)非?？焖俳鉀Q故障。因?yàn)檫\(yùn)用了從裝置的備用編碼器而節(jié)省了新的備件，從而達(dá)到了節(jié)省備件的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)宣鋼三棒生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)施，解決了部分電控系統(tǒng)中存在的不完善之處，提升產(chǎn)品成才率，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低能源消耗設(shè)備故障率大幅降低，開發(fā)了設(shè)備新的使用功能，適應(yīng)了鋼軋廠不斷拓展的、新的品種鋼的軋制要求。

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