節能型PLC是新型提供了一種軋鋼輥道一機雙向傳動裝置,其特點是在主傳動軸上裝有傘齒輪,傘齒輪的方向相反。電機軸裝有變速箱,主傳動齒輪與變速箱內齒咬合接觸,輥子軸裝于輥道上,輥子軸前端裝有傘齒輪,與其相嚙合的傘齒輪裝于主傳動軸上。當電機旋轉時,通過傘齒輪便可實現雙向傳遞動力。這種裝置具有結構簡單,造價低,運行可靠,省電的優點,適合中小型軋鋼廠使用。
生產線包括加熱爐、粗軋、精軋、定尺熱鋸和冷床等工序。我院承擔了粗軋機直流傳動控制系統、軋線基礎自動化PLC控制系統以及變頻輥道控制系統設計和制作任務。提高整條生產線自動化程度,除粗軋機前輥道外,其它輥道全部采用變頻調速控制,包括爐前輥道、粗軋機后部輥道、精軋機前段輥道、精軋機后段輥道,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SIEMENS公司新推出全數字交流變頻調速器。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?紤]到本生產線對輥道電機有頻繁起動、制動要求,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,其動態品質一定范圍內達到了直流機標準。1∶10調速范圍內不需要速度實際值反饋,且與電機溫升無關,可實現高精度速度和轉矩控制,V/f分辨率為0.01,滿足了生產工藝要求。
輥道變頻為多電機傳動方式,本系統中一臺變頻器多帶32臺輥道電機,其分布參數較大,達到良好起、制動效果,并從系統經濟性考慮,按電機容量1.5倍選取變頻器功率。
制動單元及制動電阻選取
眾所周知,當電機減速時,電機動能就會轉化為電能而饋送到變頻器,減速時間很短,就意味著制動能量很大,將會引起變頻器內部直流母線過壓、主回路跳閘現象而影響生產。滿足制動要求,選用外加制動單元及外接制動電阻,制動能量按電機功率15%選取。當直流母線電壓超過設定值時,外接制動單元將自動切入,由外接制動電阻將電能轉換成熱能,達到很好制動效果。
變頻器控制方式
SIMOVERT VC變頻器共有7種控制操作與監測方式。如隨機操作與參數設定單元PMU、遠程操作板OP1、使用Simovis調試軟件,以及從外部進行控制控制端子排和本機串行口等。
該生產線基礎自動化控制系統共選用了3套SIEMENS S5-155U PLC、2套遠程I/O以及2個人機接口工作站構成H1網。爐前輥道由PLC1遠程站控制,粗軋機后部輥道和精軋機前段輥道由PLC2控制,精軋機后段輥道和熱鋸前后輥道則由PLC3控制。提高變頻輥道動態品質,采用由PLC模擬輸出模塊輸出±10V范圍內直流電壓作為變頻輥道給定值,取代了網上給定控制方法。使用變頻器一個模擬量輸入通道和兩個模擬量輸出通道用于控制和顯示輥道電機轉速及電流值。另外,PLC數字量輸出控制變頻器準備、運行等狀態。當變頻器出現報警故障狀態時,輸出對應開關量給PLC,再由PLC進行相應處理。
取料裝置是完成鋼坯從上料臺架到上料輥道取料的關鍵設備。隨著軋鋼廠生產節奏的加快,鋼坯運送對取料裝置的要求也越來越高,方坯取料裝置的研究改進勢在必行。本課題設計的加熱爐前方坯取料裝置,采用液壓缸驅動曲柄連桿機構,完成鋼坯的升降、平移。該方坯取料裝置結構合理,運行平穩,對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控制,不需人工干預,提高了取料能力和取料速度,適應現代化軋鋼要求。本設計的取料裝置主要由取料桿,升降機構,平移機構,底座,液壓控制系統組成為鋼鐵企業中杰出表現。