軋機(jī)電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)的優(yōu)化

張帥　喬匯龍　王潔　任鵬帥　李曉華

摘要：本文詳細(xì)介紹了軋機(jī)電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)EGC自動(dòng)化系統(tǒng)程序的優(yōu)化，重新設(shè)計(jì)輥縫控制邏輯，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)壓下電機(jī)的同步控制，徹底解決了EGC壓下系統(tǒng)跳閘的問(wèn)題，避免了電機(jī)二次啟動(dòng)時(shí)電磁離合器的磨損，保證了EGC電動(dòng)壓下控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

[關(guān)鍵詞]EGC自動(dòng)控制同步控制

1概述

電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)是中厚板軋機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，用來(lái)調(diào)整空載時(shí)的軋機(jī)輥縫。中板廠自2014年投產(chǎn)后三年來(lái)，頻繁出現(xiàn)EGC系統(tǒng)跳閘的問(wèn)題，離合器內(nèi)齒磨損嚴(yán)重，已經(jīng)不能正常咬合，導(dǎo)致電磁離合器打齒，需要將壓下電機(jī)拆下后更換電磁離合器，造成重大設(shè)備事故。我們對(duì)電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)和傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，徹底解決了跳閘的問(wèn)題，避免電磁離合器的機(jī)械磨損，保證了電動(dòng)壓下控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)組成

軋機(jī)電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)中，操作側(cè)（OS）和傳動(dòng)側(cè)（DS）各有一套壓下絲杠，壓下絲杠通過(guò)渦輪減速機(jī)和壓下電機(jī)連接。傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)電機(jī)速度保持同步，兩臺(tái)電機(jī)通過(guò)電磁離合裝置連接，電機(jī)軸端有氣動(dòng)抱閘作為制動(dòng)器。電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)用來(lái)調(diào)整空載時(shí)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(huán)安裝在蝸桿上，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓下絲杠的位置檢測(cè)。

3自動(dòng)化系統(tǒng)介紹及優(yōu)化

電動(dòng)壓下EGC系統(tǒng)采用西馬克X-PACTMotion自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)為西馬克公司采用的第二代自動(dòng)化產(chǎn)品，編程軟件為L(zhǎng)ogiCAD，具有圖形化的特點(diǎn)。Xpro是整個(gè)程序的數(shù)據(jù)庫(kù)，包含程序使用的結(jié)構(gòu)變量、全局變量等。XHmi是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的用于配置和監(jiān)控控制系統(tǒng)的軟件，可以通過(guò)XHmi畫面實(shí)現(xiàn)程序內(nèi)參數(shù)的修改和設(shè)定，具有方便、快捷的特點(diǎn)。SCT_ED是PROBAS的一個(gè)用于配置Resource的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的工具，它是程序設(shè)計(jì)的核心理念。

通過(guò)PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)壓下電機(jī)跳閘情況進(jìn)行分析，如圖1所示（圖中PDA數(shù)據(jù)釋義見表1），壓下電機(jī)堵轉(zhuǎn)跳閘發(fā)生在電動(dòng)壓下在擺輥縫的過(guò)程中，L1級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)接收到L2級(jí)重新下發(fā)的輥縫，自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)新輥縫重新下發(fā)壓下電機(jī)速度。以壓下電機(jī)在上抬未到位的過(guò)程中下壓給定為例，電機(jī)在反轉(zhuǎn)減速過(guò)程中，程序輸出正轉(zhuǎn)給定，這樣壓下電機(jī)第二次啟動(dòng)時(shí)并不是在一種完全靜止的狀態(tài)，先要克服上一個(gè)動(dòng)作的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這時(shí)電機(jī)需要的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是非常大的，電機(jī)自身的啟動(dòng)能力不足以克服這個(gè)大力矩，那么電機(jī)實(shí)際一直處于靜止發(fā)力的狀態(tài)，最終會(huì)導(dǎo)致逆變器報(bào)堵轉(zhuǎn)故障，這說(shuō)明壓下電機(jī)在頻繁啟動(dòng)時(shí)加速能力不足。

解決電機(jī)堵轉(zhuǎn)的問(wèn)題，需要保證壓下電機(jī)在靜止的狀態(tài)下啟動(dòng)。電動(dòng)壓下在擺輥縫的過(guò)程中，L2級(jí)重新下發(fā)新輥縫時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)將新輥縫保存，等待第一次電動(dòng)壓下輥縫到位后，電機(jī)停止運(yùn)行，氣動(dòng)抱閘關(guān)閉，然后再執(zhí)行新下發(fā)的輥縫，避免電機(jī)堵轉(zhuǎn)情況的發(fā)生。優(yōu)化和完善程序，當(dāng)自動(dòng)化系統(tǒng)收到傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送的操作側(cè)電機(jī)和傳動(dòng)側(cè)電機(jī)停止信號(hào)，延時(shí)1秒后，電動(dòng)壓下開始第二次擺輥縫的動(dòng)作。從PDA上可以看出，操作側(cè)抱閘動(dòng)作時(shí)間為0.3s左右，傳動(dòng)側(cè)抱閘動(dòng)作時(shí)間為0.6s左右，因此，L1級(jí)收到傳動(dòng)電機(jī)停止信號(hào)，觸發(fā)抱閘關(guān)閉命令，兩側(cè)抱閘于0.6s后全部關(guān)閉，與下次輥縫重新下發(fā)時(shí)間間隔為1s-0.6s=0.4s，因此，確保了第二次擺輥縫時(shí)壓下電機(jī)處于靜止的狀態(tài)。

4傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化

傳動(dòng)系統(tǒng)由兩套6SE70裝置組成，軋機(jī)壓下傳動(dòng)系統(tǒng)屬于無(wú)編碼器反饋的轉(zhuǎn)矩主從跟隨矢量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)壓下電機(jī)的同步控制。對(duì)原有電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)、傳動(dòng)參數(shù)進(jìn)行了核對(duì)，主要完成傳動(dòng)裝置和L1級(jí)系統(tǒng)的參考值進(jìn)行了校對(duì)、將不匹配的值進(jìn)行了修改。進(jìn)行了電機(jī)參數(shù)自由優(yōu)化P115=2（靜態(tài)識(shí)別），P115=4（電流計(jì)算），P115=5（速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化）。

電機(jī)抱閘控制由L1系統(tǒng)根據(jù)單電機(jī)實(shí)際速度比較后控制抱閘，更改為傳動(dòng)系統(tǒng)比較后發(fā)狀態(tài)字1，bit10（P796設(shè)置門檻值）狀態(tài)給L1級(jí)系統(tǒng)后，關(guān)閉抱閘。在L1系統(tǒng)中將主電機(jī)速度零信號(hào)同時(shí)控制兩側(cè)抱閘，來(lái)保證兩側(cè)抱閘關(guān)閉時(shí)間一致。參數(shù)優(yōu)化完成后，測(cè)試了單電機(jī)分別運(yùn)行在50轉(zhuǎn)，100轉(zhuǎn)、200轉(zhuǎn)、400轉(zhuǎn)、600轉(zhuǎn)、800轉(zhuǎn)、1000轉(zhuǎn)時(shí)的速度、轉(zhuǎn)矩值。電機(jī)滿足控制要求，高速穩(wěn)態(tài)精度偏差小于0.1%，低速穩(wěn)態(tài)精度小于0.15%。帶負(fù)荷軋鋼期間，檢測(cè)主動(dòng)電機(jī)速度跟隨情況滿足要求，兩側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩跟隨情況良好，誤差小于1%。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)EGC自動(dòng)化系統(tǒng)程序的優(yōu)化，優(yōu)化輥縫控制邏輯，并且對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，徹底解決了EGC壓下系統(tǒng)跳閘的問(wèn)題，避免了電機(jī)二次啟動(dòng)時(shí)電磁離合器的磨損，保證了EGC電動(dòng)壓下控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北.京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

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