唐钢高强汽车板有限公司重卷检查机组是二冷轧的一条主要生产机组, 其年处理量约为30.6万t, 产品定位为家电板及汽车板。产品规格范围:0.20~2.5mm, 宽度700~1600mm。本机组用于热镀锌卷、冷轧卷的后续处理, 主要功能是带钢边部切除、分卷打包、拉矫改善板型质量及钢表面质量检测。
高效稳定的传动控制系统对保证冷轧产品的生产效率至关重要。西门子S120矢量变频器采用了硬件模块化的理念, 传动装置完全按照功能要求由不同的标准模块组成, 模块之间通过专用DRIVE-CLi Q总线通信。DRIVE-CLi Q电缆的插头使用了POE技术, 在满足传输数据信号的同时, 还能提供直流供电。
该重卷机组采用公共直流母线传动供电方式, 由一台整流回馈单元向公共直流母线上的逆变装置供电, 其网侧的快速熔断器亦用于直流母线的短路和过载保护。此方案的技术优点如下:当机组正常运行时, 开卷机处于发电运行, 卷取机, 张力辊及夹送辊等处于电动运行, 不同工作状态的逆变单元可通过公共直流母线实现交换能量, 从而可以减少整个机组的供电容量。
整流回馈装置SLM可以工作在电源换相, 6-脉动整流/回馈状态。这与有源整流进线不同, IGBT并不按照脉宽调制方式触发。整流运行时, 网侧交流电流通过集成于IGBT内的二极管桥向直流母线充电。因此电动运行时, 系统为电网换相的6-脉冲二极管整流桥。回馈运行时, 直流侧能量通过IGBT桥向电网回馈能量。SLM不但实现了四象限运行而且不存在换流故障, 同时省去了传统晶闸管正反桥整流/回馈所需的自耦变压器, 大大提高了传动系统的可靠性。
逆变单元是变频调速的核心功率器件, 将整流后的直流电转换为电压和频率均可变化的交流电, 从而实现变频调速。逆变单元的功率器件采用IGBT逆变桥, PWM方式调制。装置通过DRIVE-CLi Q与控制单元CU320通讯, 逆变装置需要提供一个外部的DC24V直流电源。
机组中间张力段由入口/出口两组张力辊组成, 每组4台张力辊电机, 其中入口4号辊和出口5号辊为主速辊, 其余为从动辊。机组各电机之间需要保证相同的运行速度, 并实现转矩的平均分配, 为此, 采用主从控制以保证带钢表面质量。
由于是带钢产生的柔性连接, 既要保证电机力矩的均匀分配, 还要防止带钢断裂时对电机的保护, 因此采用速度偏差加转矩限幅的控制方式。主从机均工作在速度模式, 主从机接收来自一级控制的速度给定, 从机在此基础上按照电机功率成比例增加附加的速度给定值, 并将主机的转矩值作为从机的转矩限幅。机组启动后, 带钢迅速拉紧, 从机的速度环迅速饱和, 转矩限幅投入, 从而保证从机主机速度相同。当发生断带时, 主从电机工作在各自的速度环模式下, 杜绝了飞车现象, 有效保护了电机。同时, 为了进一步保证每组四个张力辊的同步性, 将主速辊速度PI控制器中的积分分量直接作为其他三个从动辊PI控制器的积分输出, 使每组张力辊的负荷得到均匀分配。 (见图所示)
SINAMICS是西门子公司最新推广的驱动产品, 其中S120集V/F控制、矢量控制、伺服控制为一体, 能够提供高精度控制。机组自投产以来, 传动系统运行稳定, 故障率低, 日常维护便捷, 为提供高品质的产品提供了可靠的保障。
摘要：SINAMICS是由西门子公司推出的全新驱动系列, S120具有模块化设计, 可以提供高性能的单轴和双轴驱动, 支持“弹性”设备概念, 允许不同功率等级与控制性能的自由组合;高效的动力性能和准确性, 使机器可以在更高的转速下运行, 非常适合重卷机组的高速传动。
关键词：重卷机组,S120,负荷分配,DRIVE-CLiQ
[1] 胡泽, 万丽.哈东轻厚横切机组控制系统组成的探究[J].中国新技术新产品, 2012 (4) :130.
