abb變頻器|控制系統(tǒng)和傳動(dòng)的帶鋼處理|深圳揚(yáng)辰

 一、引言
　　隨著冶金工業(yè)連續(xù)化和大型化的不斷發(fā)展，為提高作業(yè)效率，減少故障率、節(jié)能降耗，改善產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的新品種，許多環(huán)節(jié)都已非人力所能及，自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)成為冶金工業(yè)不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，成為生產(chǎn)力的要素之一。自動(dòng)化系統(tǒng)中包括上位機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、調(diào)速設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)等，控制系統(tǒng)的精密、可靠、高速控制是關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用abb 上位機(jī)和plc，通訊網(wǎng)絡(luò)并用光纖通訊和profibus-dp。
二、設(shè)備結(jié)構(gòu)

1. 主傳動(dòng)設(shè)備：
（1）1#開卷機(jī)（2）2#開卷機(jī)（3）1#張力輥（4）3#張力輥（5）入口活套（6）2#張力輥（7）4#張力輥（8）鋅鍋（9）冷卻塔（10）5#張力輥（11）拉矯機(jī)（12）6#張力輥（13）出口活套（14）7#張力輥（15）卷取機(jī)
2.輔助傳動(dòng)設(shè)備及功能：
  　(1)空氣壓縮機(jī)(2)液壓站(3)工藝前處理(4)工藝后處理(5)縫合機(jī)(6)上料小車和卸料小車(7)糾偏與對中(8)退火爐
3. 控制設(shè)備：
本生產(chǎn)線傳動(dòng)控制設(shè)備用acs800multidrive 產(chǎn)品，由整流單元、逆變單元、輔助電源單元和控制單元組成：
(1) 整流單元：abb 整流單元分為isu(igbt supply unit)、tsu (thyristor supply unit)和dsu(diode supply unit)三種類，其中isu 和tsu 整流單元用于有能量回饋的傳動(dòng)系統(tǒng)，它將三相交流電壓整流為直流電壓?？煽毓枵鲉卧蓛蓚€(gè)反并聯(lián)連接的6 脈波可控硅橋組成。它具有向電網(wǎng)回饋能量的功能，在制動(dòng)能量很大的應(yīng)用中具有可觀的節(jié)電效果。
(2) 逆變單元：采用基于dtc 技術(shù)的acs800-107 逆變模塊，其i/o 板可以包括在電機(jī)風(fēng)機(jī)、電機(jī)溫度監(jiān)測和控制功能，可以自定義編程，大大減少了控制回路繁瑣的連鎖關(guān)系和節(jié)省了plc i/o 和a/o 點(diǎn)。
(3) 控制單元：由abb ac800 控制器做主站，擔(dān)任整條生產(chǎn)線運(yùn)行與管理，其他開卷段、工藝段、矯直機(jī)段、收卷段分別設(shè)立操作站,擔(dān)任速度、張力、溫度等參數(shù)的設(shè)定和監(jiān)測。
(4) 輔助電源單元：給控制系統(tǒng)、傳動(dòng)單元和輔助設(shè)備提供工作電源。
三、系統(tǒng)控制
1.綜合自動(dòng)化
上位機(jī)、1#控制器（plc1）、2#控制器（plc2）、開卷段工作站、鋅鍋工作站、矯直機(jī)工作站、卷曲機(jī)工作站和7 個(gè)對中控糾偏控制器組成。
（1）上位機(jī)用于整個(gè)生產(chǎn)線的監(jiān)測和控制的一級(jí)站。
（2）plc 控制器按著設(shè)備的位置分成：1#控制器和2#控制器；1#控制器主要監(jiān)控鋅鍋之前的傳動(dòng)點(diǎn)和其他的i/o、a/o 點(diǎn)；2#控制器；主要監(jiān)控鋅鍋之后的傳動(dòng)點(diǎn)和其他的i/o、a/o 點(diǎn)。
(3）四個(gè)工作站分別負(fù)責(zé)各個(gè)段速度、張力、溫度和開關(guān)量等參數(shù)的設(shè)置和監(jiān)測，屬于操作站。
(4) 矯直機(jī)主傳動(dòng)由四臺(tái)電機(jī)組成，板材處理生產(chǎn)線上，矯直機(jī)控制要求很高，需要高精度的張力和速度達(dá)到目的，本生產(chǎn)線上采用了負(fù)載分配控制技術(shù)。
(5) 糾偏與對中:帶鋼傳送過程中的中心線的偏心由對中系統(tǒng)和糾偏系統(tǒng)控制，對中和糾偏裝置的高精度伺服液壓閥通過參考給定值和探測器檢測值形成閉環(huán)，誤差范圍控制到0.1%之內(nèi).
2.通訊網(wǎng)絡(luò)：
模塊之間主從關(guān)系采用光纖通訊；工作站與工作站、工作站和上位機(jī)之間采用profibus-dp 網(wǎng)絡(luò)。
3.傳動(dòng)系統(tǒng)：
傳動(dòng)裝置的控制基于abb 獨(dú)有的dtc 控制技術(shù)，可以達(dá)到低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩的效果。
4.安全急停：
采用安全停車方式1，即拍完急停按鈕后電機(jī)按設(shè)定的方式（斜坡停車和轉(zhuǎn)矩限制）停車，主開關(guān)按設(shè)定時(shí)間后斷開（一般100s），并且所有操作臺(tái)的急停按鈕串聯(lián)在控制回路。

四、總結(jié):
帶鋼處理線控制涉及到以下幾個(gè)方面的問題：恒張力控制、張力輥負(fù)荷的分配、帶材的恒速運(yùn)行等；而控制的關(guān)鍵在于鋼帶表面張力的控制，張力控制方法分為直接張力（帶張力檢測傳感器）控制和間接張力（沒有張力傳感器）控制，本系統(tǒng)采用間接張力控制方案，因?yàn)殚_卷機(jī)（卷曲機(jī)）充套（吃套）時(shí)的線速比平時(shí)線速高1.5 倍，所以間接張力控制時(shí)應(yīng)該補(bǔ)償動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩、空載轉(zhuǎn)矩等，這樣才能達(dá)到準(zhǔn)確穩(wěn)定運(yùn)行的目的。根據(jù)傳動(dòng)單元和機(jī)械設(shè)備的具體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，本處理線線速度可以達(dá)到200m/min。