ETD790系列直流调速器无缝钢管生产线上的应用

2013年08月29日

摘要
 无缝钢管生产线主要分由穿孔机、横移链、轧机、定减径机组、冷床和最后的矫直组成,本文主要介绍E790在顶杆小车,横移链以及定减径上的应用。

关键词
 无缝钢管;顶杆小车; 横移链;定减径

1: 应用简介
 此无缝钢管生产线是φ219机组热轧生产线,此生产线从环形炉开始到最后的矫直完全实现自动化控制,其自动化技术是比较高的,各个站内控制采用profibus DP控制,各个站之间采用TCP/IP进行通讯。而ETD790除了有较高的性能外,通讯能力强大,有利整条生产线的使用。

2: 工艺流程介绍以及790的应用
 (1) 顶杆小车的应用,顶杆小车的工艺不复杂,其作用是在穿孔之前把顶头送到位,等穿孔完毕再把顶头拉回来。但是对顶盖小车的性能要求是很高的,由于小车本身的重量比较重,因此惯性很的,要实现快速的启动、加速、运行、减速、停止。以及后退启动、后退加速、后退运行、后退减速、停止。要求速度反应快,从启动到停止仅要3~5秒钟的时间,对驱动器的性能是一种考验。
 顶杆小车如下图:
 

 顶杆小车电机的参数:
 电枢电压:440V
 基本转速:480RPM
 额定电流:370A
 励磁电流:11.2A.
 采用编码器做反馈, 驱动器选用700A 4Q.
 对于790的调整,由于采用的是DP通讯,上位机采用的是SIEMENS 400PLC,通过PLC给驱动器的控制命令有 驱动器合闸启动(通过any_rx0),驱动器转速给定(通过any_rx1),驱动器的使能通过主接触器的辅助触点给定。 给定到驱动器如下图:
 
 控制字的给定
 
 速度给定
 驱动器反馈给400PLC的值有:状态字(status_flag),速度反馈(fdbk_selected),电枢电流反馈(I_arm_fdbk),磁场电流反馈(field_curr_fdbk),具体给定如下图:
 
 驱动器反馈值


调试的时候由于负载惯性很大,需要重点调节速度环的P I 值,以增加驱动器的响应速度。
 速度环P I 调节值:Spd_Prop_Gain=5500(SI)
 Integrl_Gain=300(SI)
 在实际运行的时候顶杆小车响应迅速,没有出现过调或者欠调节的现象,停车位置准确。


(2)横移链的应用比较简单,它的作用主要是将钢管从穿孔机运送到轧机。横移链电机参数如下:
 电枢电压:440V
 基本转速:750RPM/1500RPM
 额定电流:60.3A
 励磁电流:5.8A.
 采用编码器做反馈,驱动器选用80A 4Q.
 横移链驱动器同样采用和顶杆小车同一个400PLC 控制的,也是使用DP总线,PLC与驱动器的通讯内容和顶杆小车相同。
 实际应用中由于运行在基本转速下横移链的速度达不到实际要求,因此采用弱磁提高转速,弱磁到1200RPM。
 速度和磁场设置如下图:
 
 速度设置
 
 弱磁时磁场设置

 横移链实际运行如下图:
 

 (3)定减径机组
 定减径机组由12机架组成,用12台700A 4Q的驱动器。12台直流电机参数相同为:
 电枢电压:400V
 基本转速:1000RPM
 额定电流:408A
 励磁电流:14.4A
 采用编码器做反馈
 定减径机组可以采用不同的机架定经不同直径的无缝钢,还可以使用同一机架还定径不同厚度的钢管,在做定减径的时候12台机器的速度是各不相同的,总体趋势是从进口处到出口处速度慢慢的递减,以实现最好的定径效果。同时在定径不同厚度的钢管的时候12台电机的速度也是不同的,总体趋势是厚度越厚的钢管整体电机的速度越低。
 驱动器的控制同样是通过DP总线受SIEMENS 300PLC控制,驱动器和PLC之间的通讯和顶杆小车相同。为了防止干扰这12台驱动器单独走一个DP网络,让后300PLC通过TCP/IP挂到总网上去,以实现整套系统的自动化控制。
 12台驱动器控制柜的图片如下:
 



现场定减径机组运行图片如下:
 
 总控制系统示意图如下:


3:结论
目前该无缝钢管生产线共使用了14台ETD790直流调速器,全部运行稳定、可靠,在正式生产中没有出现任何问题,为客户提高了工作效率,节约了成本,得到了客户的一致好评。

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