电气传动、AGC及自动化控制系统ppt课件

1、方案引见邹平电力集团铝业公司1700mm铝箔轧机电气传动、AGC及自动化控制系统 上海捷照实业2003年1月28日.方案根据假设最终要求有变化，以最终要求为准.直流系统-系统组成直流控制器选用西门子公司的6RA70系列全数字直流控制器2台开卷机共用四象限调速器2台卷取机共用四象限调速器主机采用四象限调速器直流控制器采用旋转脉冲编码器作为速度反响超声波卷径丈量仪直流控制器选装PROFIBUS-DP通讯卡，与PLC系统组成总线网络构造在主机的入口与出口侧的偏导辊上装有旋转脉冲编码器作为轧机的线速度反响，信号进入PLC系统.直流系统-系统组成注: PROFIBUS-DP的性能: 呼应时间: 1.5M

2、bit/s-12Mbit/s 从站数量: 20-30 MAX125 典型音讯长度:120字节 MAX240字节 网络长度:9.6km-90km SIEMENS 6RA70 是全数字直流调速器,在恒功率时有较大的调速范围,有较高的启动转距,并在转距较低时也能提供全部转距。具有电源缺点、接口缺点、驱动缺点、启动缺点、内部缺点、通讯缺点等监控和维护措施。并能方便的与上微机通讯，可以与AGC系统实现速度控制和转矩控制。.直流系统- 控制原理本铝箔轧机是不可逆轧机，但思索到事故时再生制动和反激动，调速器选用四项限产品。机架传动系统是典型的闭环速度控制系统，穿带速度0.3m/s,升速轧制时按照给定积分器预

3、先给定的加速斜率进展加速。速度给定是线性渐增函数,在整个升速过程中速度调理器、电流调理器均起调理作用。在高速轧制时，电动机超越额定转速，须进展弱磁升速。当电枢反电势到达90时，励磁给定向负值添加，直到电动机转速到达给定转速为止。配合AGC进展厚度自动控制、断带维护。.直流系统- 控制原理卷取机、开卷机采用最大力矩调理系统，轧制过程中带材张力恒定。在基速以下运转时，电动机额定励磁，电流和卷径成正比变化。基速以上运转采用恒电流、恒电势调理系统坚持张力恒定。主要由电流调理器、励磁调理器组成。卷筒传动机械量与电气量关系式：P=E I/1000=T V/102 T=K /D I 基速以上：D/=常数 I

4、=常数 基速以下：= I=K1D 电枢控制采用转速、电流、电压三环控制方式，电压环可抑制小张力电 流断续的影响。张力控制、速度控制可转换，激动、穿带时为速度控制，建张后为电流控制，断带时自动转为速度控制。电枢回路总电流：I=IT+IG+IO 式中IG动态电流、IO 空载电流必需进展补偿，才干保证张力电流按给定变化。单电机综合力距设定值M1MT+K1/D+bK2D-K3/Ddv/dt+MO双电机综合力距设定值M21/2MT+K1/D+bK2D-K3/D dv/dt+MO.直流系统- 控制原理 调速器的任务范围电动机最高转速：NMAX= 最高转速时磁通: MIN= N关于张力电流;励磁;转速;卷径

5、之间关系的计算: 轧制开场: N= =N 轧制终了: N= = 张力电流:I=M/ME N/ IN 弱磁分界点卷径:D=60iVMAX D0 NN NMAX 60iV DMAX 60iV D N N/NN 60iV NN.直流系统- 控制原理-关于直径计算.根底自动化(PLC)系统PLC主站选用西门子S7-400主操作台设置远程单元ET200作为从站PLC之间及与传动控制器之间采用Profibus-DP总线通讯构造主操作台配备TP270触摸屏在主控制室配备工程师站PC机.根底自动化(PLC)系统PLC系统实现主机的速度控制AGC系统运算控制开卷机/卷取机卷材直径计算开卷机/卷取机张力控制张力的

6、各种动态/静态补偿张力的锥度控制补偿开关量逻辑控制.根底自动化(PLC)系统开卷机与卷取机的旋转脉冲编码器中的“零脉冲信号进入PLC系统利用线速度反响脉冲信号，结合开卷机与卷取机的“零脉冲信号，在PLC内部计算卷材直径PLC经过Profibus-DP网络控制轧机的速度与开卷机和卷取机的张力.根底自动化(PLC)系统为了提高系统的呼应时间和加强可靠性、稳定性，PLC系统主站拟采用SIEMENS 公司最新产品 SIMATIC S7-400控制，CPU采用CPU414-2型号，它适用于高性能运用范围中较高要求的场所，可满足对程序规模和指令处置速度的更高要求，它具有Profibus-DP接口,可以作为

7、主站直接衔接到 Profibus-DP现场总线，有较强网络支持功能，可以用来建立一个高速分布式系统。 CPU414-2的部分技术数据: CPU执行一条二进制指令时间：0.1us 定位加法: 0.1us 浮点加法: 0.6us 存储器 : 256KB RAM S7计数器: 256 传输速率: 12Mbit/s DP从站数量: 96 编程言语: STEP 7 数字量I/O: 65536 数字量I/O: 4096 .系统组成.根底自动化(PLC)系统操作屏/触摸屏参数设置/显示画面例如.根底自动化(PLC)系统操作屏/触摸屏参数设置/显示画面例如.厚度自动控制系统(AGC)厚度自动控制系统是经过液压

8、及电气系统在线延续调理来实现厚度自动控制，主要包括位置控制、压力控制、张力控制、速度控制及多级控制。其中位置控制可调理范围最大，适用带材厚度范围较大，是本系统中箔材厚度0.1mm以上主要控制方式。压力控制主要用于其他控制方式的弹跳补偿、负载控制，在铝箔中精轧机中可满足恒定小压力的特殊轧制工艺。张力控制普通用于出口厚度在0.15mm以下，速度控制可调理范围最小，比较适用于箔材后几道次的轧制。为使轧机厚度控制最优化，采取了多级控制方式，如速度、张力控制组合；张力、压力控制组合及两种控制方式自动转换等。1位置控制是将给定出口厚度信号经计算机计算转化为液压缸位置基准信号与位置传感器的反响信号相比较，利

9、用轧机的弹跳方程计算出厚度偏向，信号被放大后送至电液伺服阀，改动油缸的实践位置，实现辊缝调理。2压力控制是为了保证给定轧制负载与实践的轧制负载一致。.厚度自动控制系统(AGC)3AGC系统AGC是厚度误差反响方式，是将测厚仪测得的出口厚度偏向信号分别送至位置、张力、速度、控制系统，经过在线调理油缸位置、轧制速度、带材张力来消除厚度的偏向，使h趋向于零。4根据用户的不同需求，该系统还可实现轧制最优化。用最优化的轧制方式满足产品消费的特殊要求。5其它功能：断带维护：在断带时可使弯辊自动平衡，轧辊自动抬起，机列自动紧急停车。主要技术参数显示轧机调零 可实现速度优化控制，使轧机到达最高可行速度，而出口

10、厚度仍坚持在目的值。6本铝箔轧机AGC系统特点系统动态呼应 3HZ系统参数可在触摸屏上设定、显示、数字化、图形化。各种厚度自动控制方式平稳切换。与PC快速通讯。刚度补偿.厚度自动控制系统(AGC).厚度自动控制系统(AGC)轧机刚度与板厚控制 轧机的弹跳方程: h=So+(Pz+Po)/K 式中:h-轧件轧后厚度 So-设定人工零位时的空载缝 Po-人工零位时的预压力 Pz-轧制压力 K-机座刚性系数 .厚度自动控制系统(AGC)tg=M塑性系数tg=K机座钢性系数，即线性段的斜率轧机钢度与板厚控制的关系h=Kssh轧件厚度偏向信号s压下调整值KS压下效率轧机的可控刚度KC= K /1-C，K

11、轧机的自然刚性系数，C调理系数1恒辊缝控制C=1，Kc=最硬，带材厚度h恒定2自然刚度控制C=0 ，Kc=K，压力不调，原始辊缝So恒定3恒压控制C=-时，Kc=0最软，轧制力实现恒定.厚度自动控制系统(AGC) 高精细X射线传感器特性 (10KV 双方式)Measurement Range0.005 - 0.35mm丈量范围0.35 - 0.65 mmAlloy InsensitivityAlloy Insensitive/合金不敏感合金敏感性0.005 - 0.33mmReduced/很少敏感性范围0.35- 0.625mmCalibration accurcy 2 sigma , % reading exclude lab erro 0.1精度 ( 实验室偏向出外)Dynamic Accuracy ( coil average)% +- 0.1 - 0.2动态精度 ( 整卷平均值 , 料头/尾及加/减速除外)Repeatability (2 Sigma)0.02% 16 secs.秒可反复性2西格码0.3% 50 msecs.毫秒传感器呼应时间2 msecs.毫秒VFC分辨率1 MHz丈量速率20 - 50 msecs.毫秒8小时漂移better than + - 0.1%1