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節(jié)能型PLC是新型提供了一種軋鋼輥道一機(jī)雙向傳動(dòng)裝置,其特點(diǎn)是在主傳動(dòng)軸上裝有傘齒輪,傘齒輪的方向相反。電機(jī)軸裝有變速箱,主傳動(dòng)齒輪與變速箱內(nèi)齒咬合接觸,輥?zhàn)虞S裝于輥道上,輥?zhàn)虞S前端裝有傘齒輪,與其相嚙合的傘齒輪裝于主傳動(dòng)軸上。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),通過傘齒輪便可實(shí)現(xiàn)雙向傳遞動(dòng)力。這種裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,運(yùn)行可靠,省電的優(yōu)點(diǎn),適合中小型軋鋼廠使用。
生產(chǎn)線包括加熱爐、粗軋、精軋、定尺熱鋸和冷床等工序。我院承擔(dān)了粗軋機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)、軋線基礎(chǔ)自動(dòng)化PLC控制系統(tǒng)以及變頻輥道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作任務(wù)。提高整條生產(chǎn)線自動(dòng)化程度,除粗軋機(jī)前輥道外,其它輥道全部采用變頻調(diào)速控制,包括爐前輥道、粗軋機(jī)后部輥道、精軋機(jī)前段輥道、精軋機(jī)后段輥道,以及熱鋸前后輥道。
變頻器選取
此次所采用SIMOVERT Master Drives系列變頻器是德國(guó)SIEMENS公司新推出全數(shù)字交流變頻調(diào)速器。該系列變頻器共有3種控制方式,包括頻率控制、矢量控制及伺服控制。考慮到本生產(chǎn)線對(duì)輥道電機(jī)有頻繁起動(dòng)、制動(dòng)要求,以及熱鋸前輥道定位要求,選用SIMOVERT VC矢量控制方式。它具有磁通定向控制功能,其動(dòng)態(tài)品質(zhì)一定范圍內(nèi)達(dá)到了直流機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。1∶10調(diào)速范圍內(nèi)不需要速度實(shí)際值反饋,且與電機(jī)溫升無關(guān),可實(shí)現(xiàn)高精度速度和轉(zhuǎn)矩控制,V/f分辨率為0.01,滿足了生產(chǎn)工藝要求。
輥道變頻為多電機(jī)傳動(dòng)方式,本系統(tǒng)中一臺(tái)變頻器多帶32臺(tái)輥道電機(jī),其分布參數(shù)較大,達(dá)到良好起、制動(dòng)效果,并從系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性考慮,按電機(jī)容量1.5倍選取變頻器功率。
制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻選取
眾所周知,當(dāng)電機(jī)減速時(shí),電機(jī)動(dòng)能就會(huì)轉(zhuǎn)化為電能而饋送到變頻器,減速時(shí)間很短,就意味著制動(dòng)能量很大,將會(huì)引起變頻器內(nèi)部直流母線過壓、主回路跳閘現(xiàn)象而影響生產(chǎn)。滿足制動(dòng)要求,選用外加制動(dòng)單元及外接制動(dòng)電阻,制動(dòng)能量按電機(jī)功率15%選取。當(dāng)直流母線電壓超過設(shè)定值時(shí),外接制動(dòng)單元將自動(dòng)切入,由外接制動(dòng)電阻將電能轉(zhuǎn)換成熱能,達(dá)到很好制動(dòng)效果。
變頻器控制方式
SIMOVERT VC變頻器共有7種控制操作與監(jiān)測(cè)方式。如隨機(jī)操作與參數(shù)設(shè)定單元PMU、遠(yuǎn)程操作板OP1、使用Simovis調(diào)試軟件,以及從外部進(jìn)行控制控制端子排和本機(jī)串行口等。
該生產(chǎn)線基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)共選用了3套SIEMENS S5-155U PLC、2套遠(yuǎn)程I/O以及2個(gè)人機(jī)接口工作站構(gòu)成H1網(wǎng)。爐前輥道由PLC1遠(yuǎn)程站控制,粗軋機(jī)后部輥道和精軋機(jī)前段輥道由PLC2控制,精軋機(jī)后段輥道和熱鋸前后輥道則由PLC3控制。提高變頻輥道動(dòng)態(tài)品質(zhì),采用由PLC模擬輸出模塊輸出±10V范圍內(nèi)直流電壓作為變頻輥道給定值,取代了網(wǎng)上給定控制方法。使用變頻器一個(gè)模擬量輸入通道和兩個(gè)模擬量輸出通道用于控制和顯示輥道電機(jī)轉(zhuǎn)速及電流值。另外,PLC數(shù)字量輸出控制變頻器準(zhǔn)備、運(yùn)行等狀態(tài)。當(dāng)變頻器出現(xiàn)報(bào)警故障狀態(tài)時(shí),輸出對(duì)應(yīng)開關(guān)量給PLC,再由PLC進(jìn)行相應(yīng)處理。
取料裝置是完成鋼坯從上料臺(tái)架到上料輥道取料的關(guān)鍵設(shè)備。隨著軋鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏的加快,鋼坯運(yùn)送對(duì)取料裝置的要求也越來越高,方坯取料裝置的研究改進(jìn)勢(shì)在必行。本課題設(shè)計(jì)的加熱爐前方坯取料裝置,采用液壓缸驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu),完成鋼坯的升降、平移。該方坯取料裝置結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)行平穩(wěn),對(duì)鋼坯及輥道基本無沖擊、無噪音,使用情況較為理想。由于采用液壓全自動(dòng)控制,不需人工干預(yù),提高了取料能力和取料速度,適應(yīng)現(xiàn)代化軋鋼要求。本設(shè)計(jì)的取料裝置主要由取料桿,升降機(jī)構(gòu),平移機(jī)構(gòu),底座,液壓控制系統(tǒng)組成為鋼鐵企業(yè)中杰出表現(xiàn)。