6RA70直流调速装置在横切机组的应用

1、6RA70 直流调速装置在横切机组的应用摘要：文章介绍了 6RA70 直流调速装置在横切机 组中的应用， 通过模板 CUD1 模拟量口接收 PLC 通过模拟量 输出模块输出的电压信号，从而使主速度给定速度的闭环控 制通过脉冲编码器反馈来实现，同时根据轧线上各主体设备 对应的减速比和所使用的辊径结合生产中对应的高、中、低 线速度，从而换算出对应电机角速度（ rpm ），然后将对应额 定转速的比例关系置进传动参数中。下载论文网关键词：直流调速；主速度给定；闭环控制；减速比； 横切机组中 图 分类 号： TD534 文 献标 识 码 ： A 文章 编 号： 1009-2374（2014）17-002

2、8-04为了提高公司产品的利用率，我们需要将经过轧机和平 整机组轧过之后产生的尾部卷充分利用起来；同时有的客户 定购剪好的板材，也需要经过横切机组来完成，在这种情况 下，公司决定建一条横切机组。调速装置采用西门子 6RA7025± 6DV62 系列调速装置， PLC 选用的是西门子 CPU 315-2DP ，三个从站分别为：头部、中部、尾部三个操 作盘箱柜，一个参数输入界面 OP7 面板，主从站之间通过 PROFIBUS 通讯电缆进行数据和信号传递， 电机主速度给定 是通过 PLC 模拟量输出模块连接到调速装置模板接口 （CUD1 ）对应的模拟量接收端口来实现主速度给定。1 主体设备

3、和设计思路横切机组的主体设备为： 开卷机、 五辊矫直机， 夹送辊、 剪刀、圆盘剪、飞剪、 17 辊矫直机、 1#皮带、 2#皮带、 3# 皮带、跺板台。工艺要求为：钢卷上到开卷机，然后将 1#、2#活套坑上 的过渡导板升起，开卷机点动穿带经过五辊矫直机矫直，再 经夹送辊（喂料辊）进入 1#活套导板，通过圆盘剪进入 2# 活套导板，经过定尺装置进入飞剪刀口，将板头不规则部分 手动剪下， 将 1#、2#活套导板摆下， 开始向两个活套坑存套， 当带钢挡住第二个光电管（每个活套坑用三个光电管，活套 坑光电管从上到下分别编号为 1、2、 3）后停止充套等待机 组联动。工艺流程图如下：选用西门子 CPU型

4、号为：CPU 315-2DP ，通过 PROFIBUS 通讯电缆连接头部、 中部、尾部三个操作站， 接口采用 IM153 模块。硬件配置完成后进行编译，然后进入程序编程，根据 生产要求设定机组速度分别为 60m/min 、45m/min 、30m/min 三个档位，设计逻辑为：当（ 1）各电机风机运行， （ 2）开 卷机油泵运行，（3）17 辊矫直机齿轮润滑泵运行三个条件满 足后， 装置由内控转换到外控时， 主接触器闭合， PMU 面板 显示由变为等待 38 号端子就绪接通。2 开卷机为例的主体调试步骤及齿轮比线速度换算和 参数置入以开卷机为例的主体调试步骤 希望通过笔记本电脑连接 PMU 面

5、板，参数在线实现内 控状态下触发电机转动。调试记录经验如下：将笔记本电脑连接到开卷机传动柜对应的 PMU 面板接 口上，打开 Drive Monitor 软件新建一个空的项目，会弹出 一个属性设置对话框，需要注意的是在 Unit type（装置类型） 中选择 SIMOREG DC MASTER 即是直流调速。然后在工具 菜单下选择通讯类型为 USS，接口类型为 COM1 以及波特率 为 9600。保存新建的项目，然后再次打开项目进行参数设置。P051 “0”“ 40”P644 “206”“ 401”P654 “1”“ 2100”P051是权限设置， P644是速度主给定， 206 是采用系统

6、默认的模拟量连接口时进行的速度设定连接器，将其由 206 改为 401（采用固定值给定， P401与 K401 对应） P654改为 2100意思是指通过 USSI 协议传递，即笔记本电脑通过线缆 连接 PMU 面板进行参数传递。设置按照以上步骤修改完成 后，点击工具栏菜单 Online （ Write EEPROM ）按钮进入参 数在线修改状态，需要修改的参数有：（1）根据电机名牌设置的参数有 =50、 =220、=（ 2）根据实际速度采用编码器反馈需要设置的参数有 =2、 P140=1、 P141=1024、 P142=1、 =1200（ 3）转矩 /电流限幅及励磁速度控制方式等相关的参数

7、 设置有 =220 、=400、P081=0、P082=2、=、=150、=100、=100、 =100、P172=-100、P180=300、P181=-300、P303=10、P304=10同时要指出的是可以将一些报警信息通过 P821 对应的 变址中输入进去进行屏蔽，例如=59、 =31、 =35 从而屏蔽F059、 F031、 F035 等报警信息。接下来要介绍 CUD1 板子上的几个端子： 36 故障复位 （常开点）、 37 合闸信号（直流调速装置电枢进线电压接入 继电器常开信号反馈） 、 38 使能信号（当使能信号具备后， 等待速度给定然后电机运行） 、 39 急停信号或者是限幅值

8、达 到触发报警停止电机运行（常开点） 。控制柜开关选择内控， P401 主给定设为 5% ，点击左下 脚启动（显示绿色的按钮）结果没有任何反应，发现有两个 继电器吸合后，主接触器吸合，参数在线 online （ write EEPROM ）状态下，通过左下角的 on 按钮上电启动， PMU 面板显示为等待 38#端子就绪。通过一根短接线直接连接 34# 端子到 38#端子，点击左下脚的启动按钮 PMU 面板显示状态 为 1（运行），去现场观察开卷机正以低速转动，内控模式下 可以进一步进行电机优化。接下来进行电流调节器优化运行，电流调节器优化运行 可以在电机轴上没有负载时执行，必要时要将电机机械

9、锁 住。修改 P051=25 启动电流调节器优化，完成后修改 =（电 流调节器 P 增益）、=（电流调节器积分时间） 。在 Trace 曲线 监控中加入 K167 、K117 、K148 观察曲线稳态、 上升 /下降斜 率情况。 修改 P051=27 励磁减弱的优化运行（过程 持续大约 1 分钟），这个优化运行仅能在无机械负载下执行。 如果选择励磁减弱（ P081=1），转矩闭环控制（ P170=1）或 选择了转矩限幅（ P169=1），或使用了一个可变励磁电流给 定：磁化曲线从励磁最小电流给定测试点开始，近似为线性 到 0 。为了执行优化运行，电动机最小励磁电流（P103）必须参数化为小于

10、50%的电动机额定励磁电流（ P102）。以下 参数被自动设置： P117到P139，P275和 P276。然后连接机械负载进行速度调节器优化，对于速度调节 器的优化，在电机轴上必须接上最后有效的机械负载，因为 所设定的参数同所测量的转动惯量有关。用 P236 选择速度 调节回路动态响应的程度， 在速度调节器优化之前设定 P236 并将影响到 P225、P226和P228的设定。修改 P051=26进行 速度调节器优化运行，以下参数被自动设置：P225， P226和 P228 。注意：速度调节器的优化运行只有在参数 P200 中设置 了速度调节器实际值滤波才可执行， 如果 P083=1，主实际

11、值的滤波在参数 P745 中设置。当 P200V（最大线速度）=D （辊径 /卷径） ?（n 电机） /i （减速比）60=D （辊径 /卷径） ?n（电机） /i（减速比）n（电机） =60?19/（ ?）n（电机） =然后由 n（电机） /n（额定转速）/1200 =%将写入传动参数 P320 中，完成机组最高速度要求给定。 五辊矫直机，夹送辊、剪刀、圆盘剪、飞剪、 17 辊矫直 机、 1#皮带、 2#皮带、 3#皮带、跺板台等电机都按照之前的 方法完成调试和参数给定。活套坑设计理念 活套坑主要是为了保证轧线运行的时候，不至于因为计 算出来的理想值与实际摩擦导致各电机间速度不匹配产生 堆钢

12、或者崩带钢而设计的。当1#活套坑只有 1#光电管被挡住而 2#、3#光电管未被遮挡时， 圆盘剪在机组基准速度基础 上附加一个百分比量，主要目的就是让其运行快点，当 3# 光电管被挡住后，圆盘剪在机组基准速度上减去一个百分比 量这样比基准速度慢， 不至于带钢堆到坑底。 而 2#活套坑的 设计思想是：只有 1#光电管被挡住而 2# 、3# 光电管未被遮 挡时，飞剪在机组基准速度基础上附加一个百分比量，主要 目的就是让其运行快点， 当 3#光电管被挡住后， 飞剪在机组基准速度上减去一个百分比量这样比基准速度慢点，不至于 带钢堆到坑底。附加百分量的多少根据现场实际运行状况调 整给定，这里给定 5% 的量在现场实际运行中可行，能保证 机组正常运转。3 结语上文简要介绍了西门子直流调速装置以及 PLC 控制器 在横切机组的应用情况，涵盖了直流电机的调试和控制电机 运转需要的主体参数， 具体实现逻辑还需要在 PLC 中根据现 场工艺要求做相应信号的逻辑编程触发以及实现 PLC 与传 动之间的条件触发通信连接和硬件接线，条件满足实现联 动，PLC 发出全线速度给定进各传动柜实现轧线电机运转， 完成生产运行。实际生产中，现场操作人员选择不同的速度 档位（高速、中速、低速）然后启动联动，机组按照选择的 档位速度运行进行板材定尺