1引言
日鋼1580熱軋帶鋼廠立輥軋機(jī)主傳動采用上傳動型式,,位于軋機(jī)中心線兩側(cè)的主電機(jī)分別通過一級錐齒輪和一級圓柱齒輪減速器傳動十字型萬向接軸,驅(qū)動輥?zhàn)舆M(jìn)行軋制,。左右兩側(cè)傳動在第一級的錐齒輪軸間用聯(lián)軸器連接,,保證速度同步,2臺電機(jī)均帶脈沖發(fā)生器,,可用于速度控制,,并配以西門子裝置對裝置協(xié)議來實(shí)現(xiàn)兩臺直流電機(jī)的主、從同步運(yùn)行,,不但保證了速度同步控制,,而且有效的保護(hù)了機(jī)械機(jī)構(gòu),取得了令人滿意的效果(見圖1),。
注:1.主電機(jī)+編碼器(plg),;2.聯(lián)軸器(ⅱ),;3.一級錐齒輪付(i=1.955);4.一級圓柱斜齒輪付(i=3.524),;5.十字萬向接軸,;6.聯(lián)軸器(ⅲ);7.軋輥,;8.接近開關(guān),。
圖1 e1立輥軋機(jī)主傳動筒圖
2 系統(tǒng)組成
根據(jù)主電機(jī)四象限工作的特點(diǎn),電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用整流變壓器+國產(chǎn)大容量晶閘管與西門子6ra70全數(shù)字直流調(diào)速器組合組成,。一套6相反并聯(lián)晶閘管整流裝置由一臺6ra70調(diào)速器控制觸發(fā)角,,稱之為“小觸大”模式,既采用小容量6ra70(電樞電流30a,,勵磁電流5a,四象限工作)一臺作基本控制單元,,觸發(fā)大容量晶閘管(最大2500a),。兩立輥直流電機(jī)功率分別是1200kw,其設(shè)備構(gòu)成:一臺兩裂解整流變壓器,、兩組進(jìn)線開關(guān)柜,、兩套6ra70與晶閘管組合(兩臺6ra70分別作主、從調(diào)速器),。
圖2為西門子6ra70控制柜部分,,圖3為經(jīng)過“小觸大”技術(shù)改造后的功率柜部分(輸出額定電樞電流4000a)。
圖2 西門子6ra70控制
柜部分示意圖
圖3 經(jīng)過“小觸大”技術(shù)改造后的功率柜部分示意圖
該數(shù)字控制系統(tǒng)采用速度,、電流雙閉環(huán)控制,,并具備速度、電流自適應(yīng)功能,,勵磁回路控制通過電勢調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)弱磁升速控制,。
傳動系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)間采用點(diǎn)對點(diǎn)信號交換,完成全線的速度分配功能和通過profibus-dp網(wǎng)進(jìn)行信息交換,,完成如正反轉(zhuǎn)信號,、使能信號、點(diǎn)動信號及速度聯(lián)調(diào),、電流,、速度實(shí)際值檢測信號、故障信號等,。
兩組電控系統(tǒng)各配置了一臺s7-200控制器,,完成其內(nèi)、外部連鎖保護(hù)及相應(yīng)的操作功能,,包括:直流全數(shù)字傳動系統(tǒng)操作聯(lián)鎖,,現(xiàn)場輔助設(shè)備條件聯(lián)鎖,如潤滑、通風(fēng)水冷卻,。
3 裝置主從同步控制方案
在兩個電機(jī)嚴(yán)格機(jī)械耦合的情況下,,操作側(cè)電機(jī)為主控制采用速度+電流雙閉環(huán)控制,傳動側(cè)電機(jī)為從采用轉(zhuǎn)矩控制,,從動裝置的斜坡函數(shù)發(fā)生器和速度調(diào)節(jié)器不使用,,僅僅使用電流調(diào)節(jié)器。主調(diào)節(jié)器cudi板x175端子16\17連接兩芯屏蔽電纜到從調(diào)節(jié)器cudi板x174端子6\7,,實(shí)現(xiàn)裝置對裝置協(xié)議硬線連接,,如圖4所示。
圖4 實(shí)現(xiàn)裝置對裝置協(xié)議硬線連接
主調(diào)速器參數(shù)設(shè)定:p755=141. 連接器k0141(轉(zhuǎn)矩限幅后的給定),,p755(在模擬量輸出2的輸出值的源),。
從調(diào)速器參數(shù)設(shè)定:p601=15. 連接器k0015(模擬輸入端子6\7),p601(電樞電流調(diào)節(jié)器實(shí)際值的源),。
4 6ra70與tdc的通訊
siemens 6ra70通過cbp2通訊板與tdc之間進(jìn)行通訊,,p918=通訊站號地址設(shè)定,tdc對應(yīng)同樣的站地址 ,。
通訊參數(shù)的設(shè)定 :
u711.1=0
u712= 0 定義通訊字類型為 0pkw+6pzd
u722=0 禁止通訊故障f082
p927=7 cbp+pmu+g-sst1+op1s控制接口的使能
u710.1=0 激活cbp配置
plc到傳動的控制信號:(u733顯示)
控制字
p654= 3103 起/停
p655= 3101 off2(快停)
p658= 3102 off3(急停)
p661= 3100 脈沖使能
p665= 3107 故障復(fù)位
速度給定 :
p433= 3002 速度給定傳動到tdc的信號:(u734中設(shè)定)
u734.01= 32 狀態(tài)字1(k32)
u734.02= 167 傳動的速度反饋(k167)
u734.03= 292 傳動的實(shí)際電樞電壓值(k 292)
u734.04= 117 傳動的實(shí)際電流反饋(k117)
u734.05= 142 傳動的實(shí)際轉(zhuǎn)矩反饋(k142)
5 系統(tǒng)優(yōu)化步驟
主裝置優(yōu)化:把聯(lián)軸器拆開,,然后在從裝置設(shè)置p171=p172=0,然后在主裝置上執(zhí)行p051=25電流調(diào)節(jié)器及其預(yù)控優(yōu)化,,p051=26速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化,,p051=27弱磁調(diào)節(jié)器優(yōu)化,最后再把從裝置p171,p172參數(shù)恢復(fù)原值,,主裝置優(yōu)化完畢,。
從裝置優(yōu)化:把主裝置參數(shù)p171=p172=0,從裝置p601.1由koo15改為k0141,,然后在從裝置上執(zhí)行p051=25電流調(diào)節(jié)器及其預(yù)控優(yōu)化,,p051=27弱磁調(diào)節(jié)器優(yōu)化,然后把主裝置參數(shù)p171,,p172恢復(fù)原值,,把從裝置p601.1由k0141改為koo15優(yōu)化完畢。
最后再把聯(lián)軸器連接上,,之后再一起進(jìn)行優(yōu)化,在主裝置上執(zhí)行p051=26速度調(diào)節(jié)器優(yōu)化(注意兩立輥必須聯(lián)軸,,否則會出現(xiàn)優(yōu)化效果不良,主從裝置電流偏差過大影響正常使用)主從裝置優(yōu)化完畢,。
備注:p171(轉(zhuǎn)矩方向的1系統(tǒng)電流限幅),,p172(轉(zhuǎn)矩方向11的系統(tǒng)電流限幅)。
6 結(jié)束語
(1)兩臺直流電機(jī)在機(jī)械嚴(yán)格耦合保證速度同步的同時,,采取主從轉(zhuǎn)矩控制,,可以使兩臺直流電機(jī)同時出力,,減少了因?yàn)閮膳_電機(jī)出力不均產(chǎn)生扭矩?fù)p傷機(jī)械設(shè)備,達(dá)到了預(yù)期的效果,,在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中得到了驗(yàn)證,。
(2)采取裝置對裝置協(xié)議實(shí)現(xiàn)主從兩個調(diào)節(jié)器之間的信號傳遞,無需增加額外投資,,就可以達(dá)到理想的目的,,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,操作簡單易掌握,。