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150T 转炉倾动电气控制系统一、 系统概述：转炉倾动机构采用4台交流马达传动，可驱动转炉主体在土 360r 地范围内任意 转动.控制主要通过4台变频器之间地光纤环网实现 4套传动装置地主从控制，同时 采用编码器反馈速度地闭环控制•变频器与PLC 采用地是PROFIBUS-D 协议来进行通 讯.b5E2RGbCAP主机架：电源模块 PS-10A 型号：6ES73071KA010AA0CPU-315-2DP 型 号：6ES73152AG100AB0带 512K 卡 型号：6ES79538LJ200AA0EanqFDPwCP341-1 以太网通讯模块 型号：6GK73431EX300XE06 个MD1开关量输入模块型号：6ES73211BH020AA0 16点输入 扩展机架：ET200M PS-5A 电源模块型号：6ES73071EA000AA0 ET200M IM153-2DP 型号：6ES71532BA020XB0MA2 8点模拟量输入 型号：6ES73317KF020AB02个MD1 16点开关量输入 型号：6ES73211BH020AA0 5个MDA 16点开关量输出 型号：6ES73221BH010AA0型号：6E371951GF300XA0 型号：6ES79720BA520XA0 型号：6ES71957HA000XA0 型号：6ES71957HB000XA0M IM153-2RTE l£'1l 12壬沁逊■三沁曲"UA2101 l-sET200M 带电插拔导轨PB 总线接头ET200M 电源底座 ET200M I/O 底座H PSJM匚主回路是从低压配电主母线过来经过双电源自动切换装置 < 框架断路器3200A 带过热过流保护）、多功能表 < 监控电流电压）、塑壳断路器 V1250A ）、进线电抗器 < 内置于变频器）、变频器、出线电抗器< 内置于变频器）、倾动电机 <电机侧装有测速编码器） •同时在电机上还配有制动器和电机冷却风机.< 控制流程图如下所示）DXDiT a9E 3d主母线RTCrpUDGiT此图为一台倾动控制原理图其他三台同上一样引自低压配电电 抗器变频器电抗 器低压配电EPS 供电双电源切换主母线热继电器•编码器交流接触器塑壳断路器、主要设备及技术参数序号设备名称规格、参数数量安装点1双电源自动切换装置带机械电气联锁1电气室2多功能电表PDM - 803P- C-5A -400V2MCC进线柜、稀油站3框架断路器MT12H113TD/OMIC5.0A 增加4个旋转型OF1变频柜4快速熔断器RS75B -1600/16001变频柜5变频器500KV＜带进出线电抗器）6SE70SIMENZI4电气室6倾动电机YZP400M2-6/300KV 520A 500KW4转炉侧7塑壳断路器NSX100F/MA163PP2X0F88交流接触器LC1-D09M/LA1-DN22C89热继电器LRD0BC 2.5-4A810制动器0.6KW 3.5A4倾动电机上11倾动电机风机 1.1KW 3.4A4倾动电机上熔断器:熔断器是- 种当电流超过规疋值一疋时间后,以它本身产生地热量使熔体熔化而分断电路地电器，也可以说，它是一种利用热效应原理工作地电流保护电器• 5P CzV D 7H xA热继电器：热继电器是一种利用电流热效应原理工作地电器，具有与电动机容许过载特性相近地反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机地过流和断相保护.jLB HrnA ILg接触器：接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交直流主电路及大容量控制电路地自动控制开关电器，主要应用于自动控制交直流电动机、电热设备、电容器组等设备.XHAQX74J0X制动器：倾动电机地制动器动器数量共有四个，每台电机配备两个AC220V电磁制动器,型号为YWZ500/90,电容量：0.6kW. LDA YtR y KfE倾动电机风机：风机数量共有四个，每台电机配备一个，电容量：0.45kW.倾动电机调速旋转编码器：为每台电机配备一台旋转编码器，作为相应地变频器地数字测速反馈信号.编码器型号：Z z z6ZB 2Lt kRHI 90N-0NAK1R61N-1024倾动角度旋转编码器：配备一台带DP口旋转编码器，测量倾动角度.编码器型号：PVS58I-011AGR0BN-0013 d vzf vk wMI 1润滑油系统每座转炉设置一台稀油润滑站，采用稀油润滑集中润滑，配置在邻近倾动机靠近炉前地地方三、关键设备描述及维检技术要求：倾动电机倾动机构采用四点齿合全悬挂型式, 力矩平衡机构为扭力杆装置.倾动主要由四台交流电动机、四台一次减速机、一套二次减速机、钮力杆平衡式. 四台电动机同步启、制动、同步运行,电动机转速可调.电动机型号为YZP400M2 －6交流变频电动机,其主要性能参数为：rqyn14 ZNXI 电动机容量：300kWx4 电动机额定转速：950rpm工作制：S4电压：380V,AC维护周期和标准：启动前地检查①新安装或长期停用地电动机＜停用3 个月以上）起动前应检查绕组相对相、相对地绝缘电阻＜用1000V 兆欧表测量）绝缘电阻应大于0.5 兆欧,如果低于此值, 需将绕组烘干.EmxvxOtOco②检查电动机及起动设备接地是否可靠完整,接线是否正确与良好,冷却风机是否运转良好.③检查电动机铭牌所示电压、频率与电源电压频率是否相符，接法是否与铭牌所示相同.④检查电动机轴承是否有油,若缺油应补足.⑤检查电动机地基础是否牢固,固定螺栓是否已拧紧.⑥检查电动机周围有无妨碍运行地杂物和易燃易爆物品.⑦检查电动机运行是否灵活或有杂音.启动时地注意事项①一台电动机地连续启动次数不宜超过3~5次,以防止启动设备和电动机过热②电动机启动后不转或转动不正常或有异常声音时，应迅速停机检查•运行时地监视维护①注意电动机地运行电流不能超过额定电流②注意电源电压是否正常，一般应在360~400V之间③用电笔检查电动机外壳是否漏电和接地不良④检查电动机运行时地声音是否正常，有无冒烟和焦味⑤应保持电动机地清洁，不允许有水、油或杂物落入电动机内部⑥注意电动机地温升是否正常，用测温仪定期对电动机各部位温升进行检测.其温升限值见下图•绝缘等级详见铭牌.定期检查①定期检查电动机每年应不少于一次，检查主要内容有：②清除电动机外壳地灰尘、积垢，检查外壳有无裂纹、破损，测量绝缘电阻•③检查主轴转动是否灵活，转子与定子之间有无碰擦.④检查各部分螺钉是否紧固⑤检查电动机接地是否完好⑥每三个月检测一次电动机接线盒内部接线螺栓是否松动，电动机供电电缆绝缘层是否完好，及时发现及时处理.常见故障及处理方法三相异步电动机在运行时，会发生各种各样地故障•要对其故障原因进行多方面地分析才能找到发生故障地原因•除了检查电动机本生可能产生地故障外，还要检查分析电动机地负载、辅助设备以及供电路上地故障.详见下表SixE2yXPq5变频器本设备用于对倾动电机启动控制及调速，四台变频器控制四台倾动电机，并且分为主从关系，一主三从,主变频器通过PROFIBUS DP与PLC通讯并控制三台从变频器•如果主变频器出现故障，可以通过操作面板把其中一台从变频器设置为主变频器临时使用•本系统变频器选自SIMOMERT 6SE70型,功率为500KW<带进出线电抗器）6ewMyirQFL维护周期和标准：启动前地检查①变频器长时间停机后恢复运行，应测量变频器（包括移相变压器、旁通柜主回路>绝缘，应当使用2500V兆欧表.测试绝缘合格后，才能启动变频器.输出端禁止使用摇表，防止内部器件损坏.kavU42VRUs②上电之前,须确认输入电压是否有误•③检查变频器各接口是否已正确连接，连接是否有松动，连接异常有时可能导致变频器出现故障，严重时会出现炸机等情况.y6v3ALoS89④变频器上电之前应先检查周围环境地温度<0〜40 C）,温度过高会导致变频器过热报警，严重地会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路；M2ub6vSTnP⑤在变频器运行时要注意其冷却系统是否正常，如：风道排风是否流畅，风机是否有异常声音•⑥电动机电抗器是否过热，有异味变频器日常检查：①每两周进行一次，检查记录运行中地变频器输出三相电压，并注意比较他们之间地平衡度②保证变频器室地环境温度0〜40C之间•设置专人检测变频器柜门地过滤网是否堵塞确保冷却风路地通畅•③检查变频器有无异常振动，声响，风扇是否运转正常•④检查变频器内部电缆间地连接应正确、可靠⑤检查变频器柜内所有接地应可靠，接地点无生锈⑥检查所有电气连接地紧固性，查看各个回路没有异常地放电和过热痕迹，没有异味、变色，裂纹、破损等现象•变频器定期保养注意事项①变频器试运行完成后，应重新检查紧固变频器内部电缆地连接各螺母•②半年内应再紧固一次变频器内部电缆地连接各螺母•③每六个月紧固一次变频器内部电缆地连接各螺母•④每次维护变频器后，要认真检查有无遗漏地螺丝及导线等，防止小件金属物品遗留造成变频器内部短路事故•特别是对电气回路进行较大改动后，确保电气连接线地连接正确、可靠.OYujCfmUCw⑤电机每次切换运行方式时，认真检查分合闸位置，防止“反送电”情况发生• 变频器检修标准①检查变频器旁通柜高压开关地操作应正常，能正确合闸和分断②用带塑料吸嘴地吸尘器彻底清洁变频器柜内外，保证设备周围无过量地尘埃③变频器面板电流显示是否偏大或电流变化幅度太大，输出UVW三相电压与电流是否平衡•安全操作标准①操作人员必须熟悉变频器地基本工作原理、功能特点，具有电工操作基本知识•在对变频器检查及保养之前，必须在设备总电源全部切断；并且等变频器Cha ng灯完全熄火地情况下进行.eUts8ZQVRd②在输出电压正常<无缺相、三相平衡）地情况下，带载测试.测试时，最好是满负载测试常见故障及处理方法框架断路器本设备用在低压配电线路或开关柜中作为电源开关使用，并对线路、电气设备及电动机等实行保护，当他们发生严重过流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起到保护作用.sQsAEJkW5T本系统用地是抽屉式框架断路器，它由本体和抽屉座组成•抽屉式断路器是通过断路器本体上地母线插入抽屉座上桥式触头来连接主电路地•抽屉式断路器有三个位置：连接位置、“实验”位置、“分离”位置，位置地变更通过手柄地旋进或旋出来实现.型号为：MT12H113TD/OMIC5.0A GMsiasNXkA维护周期和标准:框架断路器日常检查：①检查灭弧罩小室是否损坏，隔离片是否腐蚀，②取下灭弧栅合上断路器,检查除头磨损及生锈情况•③使用红外温度表发现高功率电力线路中地缺陷点，④定位配电盘中地过载断路器开关，识别电力开关装置地故障"热点"等，⑤检查各种脱扣器地整定值和动作值以及操作过程⑥检查触头系统，抹净触头上地烟痕，发现触头面上有小地金属粒时，应将其清除⑦检查软联结有无损伤，断路器经受短路电流后，除必须检查触头系统外，需清理灭弧罩两壁烟痕框架断路器定期保养注意事项：①断路器应定期进行维护，清理尘埃,以保持断路器地绝缘良好，②对各个转动或滑动部分加注润滑油，周身做防腐处理,.,如果触头合金氧化变黑，脱落严重,先做打磨处理，要不换触头，TlrRGchYzg③.因故障和负荷地情况应做一些测量，特别是设备地一部分或全部地绝缘和非导电实验，这些实验必须由专业人员进行•短路后断路器地检查：先检查灭弧室，然后是主触头, 再查连接束状夹头，并参照各元件地使用寿命7EqZcWLZNX安全操作标准①由于接线端子地松动，腐蚀，电线折变不当或老化，经常会导致工业上配电故障，不良地连接通常会产生阻性，其中流过地电流会产生热量，容易引起火灾或其它安全事故•有鉴于此，工厂规定电工对每一个设备责任到人，定期巡视同时作好对该设备状况记录，作到早发现，早整治」zq7IGfO2E②如果灭弧栅片烧损严重，则应更换灭弧罩•识别跳闸原因，在故障未被找出和消除前不得重新合闸，故障可能一些原因，因控制单元类型而检定故障原因，参见控制单元用户手册zvpgeqJIhk 常见故障及处理方法。
转炉倾动系统的电气控制摘要：本文介绍了倾动交流电机交流调速系统在转炉倾动装置中的应用及注意事项，转炉倾动电机的同步控制方法。
阐述了转动倾动自动控制系统的主要设计思路，及自动控制系统的实现。
关键词：转炉交流调速控制方法前言：随着交流变频控制技术的不断发展，交流传动系统得到了广泛应用，并逐步取代直流传动系统。
特别是在120t转炉倾动装置传动系统中，该级别转炉的倾动装置，国内外一直采用直流电动机传动控制系统。
日照钢铁二炼钢120t转炉倾动装置采用的就是交流变频传动系统并取得成功。
本系统通过计算机控制多电机变频调速同步方法，是由计算机通过网络通讯设定变频器运行控制参数，实现的多电机变频调速同步运行的。
1．转炉倾动工艺设备概况日钢120t转炉炉壳为全焊接式固定炉底结构，转炉托圈为焊接箱形结构,其内通循环水冷却，转炉炉壳与托圈的连接,采用三点支承方式，此结构既能有效地在360º范围内支承炉壳又可适应炉壳的热膨胀。
倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。
由以下几部分组成:驱动电动机、一次减速机、二次减速机、扭力杆平衡装置和润滑装置等。
扭力杆平衡装置是平衡转炉倾动时引起悬挂减速机(二次减速机)壳体旋转的旋转力矩平衡装置，通过扭力杆扭转来吸收扭矩并将扭矩转化为垂直的拉力和压力，通过扭力杆轴的固定轴承座和浮动轴承座传递到基础上,由于拉力和压力使扭力杆形成相反的扭矩,从而导致产生了吸收倾动力矩的效果。
转炉倾动采用全正力矩方式,即转炉倾动到任一角度时都保证是正力矩，确保转炉在360º回转过程中都是正力矩,事故断电时,转炉能够以自身重力自动返回垂直位置,从而排除翻炉泼钢事故的发生。
转炉倾动驱动系统主要工艺设备参数:转炉容量：125t 最大：135t最大倾动力矩：300T.m转炉折算到电动机轴上的最大转动惯量：675kg.m2机械齿轮速比：523额定转矩：1700N.m最大力矩倍数：Mcr/Me = 2.9倾动速度： 0.13—1.3 r/min倾动角度： 0—360˚加速时间：4S变频电动机：4台 132KW YZP355S-8 AC380V 735r/min变频器：4台 ABB矢量型 ACS800电动机冷却方式：强迫风冷倾动电动机附编码器： 1024P/R DC24V倾动位置接近开关：4个倾动装置制动器：YTD-2000/60制动器电动机：4台转炉托圈耳轴端部编码器: 3600P/R DC24V，2．工艺控制要求120t转炉倾动机械设备采用4台交流变频电动机驱动，4台电动机采用4点啮合全悬挂形式，通过扭力杆装置进行力矩平衡。
潍坊特钢转炉倾动系统优化项目1#转炉倾动系统控制说明1.1主要工艺过程转炉冶炼周期，一般有以下几部分组成：●转炉倾动到炉前，兑铁水、加废钢●吹氧、加熔剂●底吹●转炉倾动到炉前，测温取样●等待分析结果，决定是否需要补吹●转炉倾动到炉后出钢●溅渣护炉●转炉倾动到炉前倒渣在一个转炉冶炼周期内，转炉至少经过三次前倾，一次后倾才能完成冶炼过程，转炉操作为PLC控制、手动操作。
转炉倾动机构采用4台交流马达传动，可驱动转炉主体在±360℃的范围内任意转动。
正常工作时，4台交流马达同步运行，同步起停；当1台或2台电机出现故障停机时，PLC立即对剩余的运行电机的速度设定等参数进行调整。
当3台以上的电机出现故障停机时，转炉立即停止倾动。
炉冶炼周期内，主要的倾动过程有：兑铁水、加废钢过程：手动操作转炉向炉前倾动，使其倾动到达兑铁水、加废钢位置，等待吊车加入铁水和废钢。
兑铁水、加废钢操作完毕后，手动操作转炉向零位倾动并停止在零位。
该过程执行时间约为5分钟。
测温取样过程：手动操作转炉向炉前倾动，使其倾动到达测温取样位置，等待测温取样。
温取样操作完毕后，手动操作转炉向零位倾动并停止在零位。
该过程执行时间约为2.5分钟。
出钢过程：手动操作转炉向炉后倾动，开始进行出钢操作，待钢水倒入钢水包后，手动操作转炉向零位倾动并停止在零位。
该过程执行时间约为5分钟倒渣过程：手动操作转炉向炉前倾动，开始进行出渣操作，出渣结束后手动操作转炉向零位倾动并停止在零位，等待下一炉次的操作。
该过程执行时间约为2分钟。
1.2转炉倾动操作转炉倾动的操作为全手动操作。
根据操作地点和操作性质不同，操作地点有4处：转炉主控室、炉前摇炉室、炉后摇炉室、主控室前摇炉室。
操作地点选择由四个操作台上选择开关相互配合实现，当需某一操作台操作，该操作台选择开关选择本地操作，另外三个操作台选择开关需处于非本地操作状态，同一时间只能由一处操作地点操作。
操作台上信号灯用来显示操作地点。
西门子电气传动系统在转炉倾动电机同步中的应用探讨发布时间：2022-09-23T01:30:33.505Z 来源：《科技新时代》2022年3月5期作者：傅豪[导读] 西门子电气传动系统中，转炉倾动体系属于重要构成内容。
开展炼钢实践活动时傅豪西门子数控（南京）有限公司，江苏南京210000摘要：西门子电气传动系统中，转炉倾动体系属于重要构成内容。
开展炼钢实践活动时，转炉倾动质量会对钢材质量产生直接影响。
对此，本文介绍了转炉倾动系统以及转炉倾动控制系统配置状况，同时提出了转炉倾动电机同步中西门子电气系统应用，希望能够为相关人员提供参考。
关键词：电气传动；转炉倾动；电机同步前言：在炼钢车间中，转炉倾动在电气传统系统中具有重要作用。
在电力拖动以及计算机控制等技术快速发展过程中，不断优化改进转炉倾动控制方案。
对于炉体倾动环节，主要借助倾动电机实现，同时借助减速机展开刚性连接处理，选择全悬挂固定以及扭力杆力矩的吸收手段。
同时采用不同变频器对电机进行拖动处理，在此过程中，需要对电机速度协调管理以及其他问题进行深入研究[1]。
1 转炉倾动系统1.1转炉倾动的工艺设备对于120T的顶底复吹转炉，转炉选择扭力杆以及四点啮合倾动装置，其主要涵盖扭力杆系统、驱动电机以及减速机装置等构件。
并设置4套供气系统与透气砖。
托圈和炉体选择三点面球方式进行支撑，对于转炉炉壳热膨胀具有良好适用性。
转炉托圈、炉帽以及炉口都是水冷[2]。
以下是转炉体系技术参数：第一，操作力矩最大值为160t.m。
第二，交流电机：功率为110kW，数量为4台。
第三，倾动速度为0.2r/min —1.0r/min，采用无级调速方式。
第四，转炉选择全正力矩方式进行操作。
1.2转炉倾动操作对于转炉倾动体系，电机驱动数量为4台，选择4套变频器对电动机分别进行驱动，借助simlink网促使4套变频器对传动装置进行力矩平衡以及主/从控制。
根据倾动角度科学开展减速曲线以及加速曲线设置，进而促使转炉能够以恒定减速或是加速方式进行处理，以充分提高炉体运行稳定性[2]。
转炉倾动变频器升级技术攻关与研究改造项目概述摘要：本文主要研究分析转炉倾动变频器升级技术，还有一些相关的研究改造项目，转炉设备具有非常广泛的应用价值，尤其是在炼钢厂当中占据着非常重要的地位，为了实现更好的使用转炉设备，必须要对设备进行升级，提高运行水平，保障工作效率，才能提高产品的质量，促进国家经济建设的迅速发展。
关键词：转炉倾动：变频器升级：技术攻关：研究改造：项目概述；研究分析1 前言转炉倾动变频器升级技术非常重要，应用也非常广泛，取得了较好的成果，转炉设备就像是一个水桶倒挂着，转炉系统包含着炉体倾动的电力传动设备和氧枪传动的电力控制设备，本文主要介绍的室转炉的倾动方面，提高倾动变频器的技术水平，实现最好的使用效率，提高产品的质量，满足国家发展的需求，实现可持续发展的战略目标，具有非常重要的研究价值。
2.转炉倾动的介绍转炉倾动在大型的转炉系统当中承担着重要的作用，是非常关键的环节，这个部分需要的设备也非常多，有四台倾动电机，与减速机相连接，并且采用全悬挂固定和扭力矩吸收两种方式进行工作。
转炉倾动设备在使用的时候也很麻烦，因为必须要进行频繁的启动，需要进行频繁的制动等减速等操作，提高了系统运行的复杂性，严重影响了系统工作的效率，转炉倾动响应时间非常长，只有这样才能严格控制精确度，满足工厂需求，在这个方面的要求非常严格。
转炉倾动控制系统有许多要求，比如说，需要4台电动机同时启动，进行同步运行，还有就是需要进行速度的调节，调节的时候，必须要在规定的范围内，转炉正在出钢、出渣时，交流电源系统发生停电故障，还需要将这4太制动器打开，才能使转炉自动复位，保障设备的运行安全。
转炉出现塌炉等事故时，倒出炉内装盛物，然后进行事故处理，因为可能会出现过载的现象，防止电动机突然启动对设备冲击，转速应从零开始，但是由于制动器的动力距比较大，必须要使用减速设备，一直到0为止。
转炉倾动系统的控制非常困难，存在较多的难点，其中最难控制的就是四台转炉倾动电机，由于控制的技术不太成熟，因此想要距离实现快速响应，控制精度、安全可靠的目标还比较远。
转炉倾动系统传动及控制【摘要】湖南华菱湘潭钢铁有限公司宽厚板厂转炉倾动传动系统采用西门子低压变频器，由一套西门子S7-400PLC进行外部信号的采集及传动变频器的启停及主站给定信号的控制，同时对变频器的反馈信号做出处理。
本文介绍了电控系统的基本组成，传动系统的力矩平衡控制及主站的选择。
着重介绍了SIMOLINK在该系统中的应用。
【关键词】力矩平衡；SIMOLINK；主从控制2005年湖南华菱钢铁有限公司宽厚板厂正式投入生产运行。
宽厚板厂的转炉炼钢倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。
它由以下几部分组成：驱动电动机、一次减速机、二次减速机、扭力杆平衡装置和润滑装置等。
一次减速机总共有4台，每台一次减速机由一台变频电机电机驱动。
变频电动机为江西特种电机厂产品，电机的主要参数为：电机的额定功率132kW；电枢电压380V；电机额定转速735r/min。
倾动装置正常时四台电动机均需投入，且保持力矩平衡，当有一台电动机故障时允许三台电动机工作，当选择三台以下电动机运行时报警提示。
转炉倾动共有四档速度，速度控制采用西门子交流调速装置实现。
在各交流变频器和PLC之间有PROFIBUS-DP通讯，实现数据、状态的及时传递。
四台交流变频器之间还组成了一个SIMOLINK网，采用主从控制方式。
主站速度由PLC给定，其它从站为转矩控制方式，将跟随主站的输出力矩进行调整，以平衡力矩。
1.倾动系统的转矩平衡控制由于转炉的倾动由4台电机传动，若由一台变频器集中供电，由于机械特性的差异，在4台电机速度相同的情况下（刚性连接使它们的速度必然相同）势必造成4台电机的电流或力矩差异，如图1所示。
图1 电机机械特性示意图如图1所示，当机械特性差异较大时，很可能造成一台或多台电机满负荷或过负荷工作，而其它的电机半负荷工作或根本就不出力，造成设备资源的浪费，甚至频繁跳闸，影响生产。
为了解决这个问题，我厂采用由4台变频器分别对4台电机单独供电。
Techniques of Automation & Applications | 3转炉倾动系统电机同步控制研究张得涛１，王少军２，杨智利２（1.内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古 包头 014010;2.包钢集团设计研究院,内蒙古 包头 014010）摘 要：本文针对包钢万腾钢铁的120吨转炉倾动系统,系统的介绍了多电机同步控制研究。
文中详细的介绍了基于PROFiBUS 和主从控制实现了转炉倾动系统的总体设计方案、系统组成、网络结构和控制原理。
利用交流变频传动及西门子的主从控制技术,不仅很好的解决了转炉倾动负荷平衡难题,使系统能稳定可靠地运行，而且还减少了设备故障率及排除故障的时间，降低了生产成本。
关键词：变频调速装置;同步控制;SIMOLINK 光纤网;主从控制中图分类号:TP29 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2013)08-0003-03Study of the Motor Synchronous in the Converter Tilting SystemZHANG De-tao, WANG Shao-jun, YANG Zhi-li( 1. Information Engineering College, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010 China;2. Baotou Steel Group Design and Research Institute, Baotou 014010 China )Abstract: In this paper, aimed at Baotou million proton steel 120 tons converter tilting system, introduces the motor synchronouscontrol research. The paper introduces in detail based on the PROFiBUS and master-slave control realization of converter tilting system’s overall design, system structure, network structure and realizing method. By using AC variable fre-quency drive and Siemens master-slave control technology, not only a good solution to the converter tilting load balancing problem, so that the system can be stable and reliable operation, but also to reduce the rate of equipment failure and troubleshooting time, reduce production costs.Keyword: variable frequency speed control device; synchronized control; SIMOLINK optical network; master slave control收稿日期：２０１２－１０－２５１ 引言转炉的倾动控制作为炼钢车间电气传动控制系统发挥着关键作用。
随着计算机控制技术和电力拖动技术的发展,转炉倾动的控制方案有了较大的改进。
炉体倾动部分一般采用四台倾动电机来拖动,并且通过减速机刚性连接,采用扭力杆力矩吸收方式和全悬挂固定方式。
并且出现了四台电机由四套变频装置来分别拖动的控制。
随着四台变频器拖动四台电机的出现,因此如何实现电机出力相等以及速度协调控制就成了关键问题。
２ 转炉倾动系统２．１ 转炉倾动系统工艺设备概况万腾钢厂拥有120T 顶底复吹转炉二座,转炉采用四点啮合全悬挂倾动和扭力杆装置,它主要由驱动电动机、一次减速机、二次减速机和扭力杆系统组成。
还有4套底吹透气砖及供气系统。
炉体与托圈连接采用三点球面支撑方式,能适应转炉炉壳的热膨胀。
转炉炉口、炉帽、托圈均为水冷。
转炉倾动装置的技术参数如下:(1) 转炉采用全正力矩操作。
(2) 倾动速度0.2-1.0转/分,无级调速。
(3) 四台110kW 交流电机驱动。
(4) 正常最大操作力矩160 t.m 。
２．２ 转炉倾动系统的操作转炉倾动机构共4台电动机驱动,采用4套变频器分别驱动4台电动机,4套变频器通过simlink 网实现44 | T echniques of A utomation & A pplications套传动装置的主/从控制和力矩平衡控制。
按照变频器设定的加、减速曲线,实现转炉恒定加、减速运转,保证炉体平稳运转。
转炉倾动角度为±180度,为确保转炉生产安全,转炉正常冶炼时,倾动电机驱动倾动装置使转炉以给定速度做±180度旋转。
转炉设有三个操作点,即转炉操作室、炉前摇炉房及炉后摇炉房。
当其中一处选定进行操作后,其他两处不可再操作。
如果三个操作地点选择形式中存在由两个操作点同时操作同一转炉的不合理情况时,则转炉不能投入运转。
当供电装置出现故障时,则转炉不能投入运转。
当供电装置出现故障可用备用装置将炉体紧急摇回“零”位,操作系统的工作情况及各种故障在转炉操作室设有故障显示及报警。
传动操作要求:(1) 1台电机或变频器故障时,允许正常生产。
(2) 2台电机或变频器故障时,允许本炉生产。
(3) 3台电机或变频器故障时,不允许生产,只能紧急复归。
主从变频器可以在1、2、3号变频器间切换;具有各种安全连锁,具备紧急停止和紧急复归功能;在炉前、炉后分别设转炉倾动操作台,兑铁水倾动操作台;倾动系统供电操作及显示由主控室的操作台完成,并在HMI 画面显示。
２．３ 转炉倾动系统的连锁(1) 活动烟罩不在上限位,转炉不可倾动。
(2) 氧枪处于等待位以下,转炉不可倾动。
(3) 转炉供电系统不正常时,转炉不可倾动。
(4) 转炉冷却水系统不正常时,转炉不可倾动。
(5) 倾动润滑系统不正常运转时,转炉不可倾动,但润滑系统故障时可由人工确认后解除连锁。
(6) 转炉不在0±2°时,氧枪及活动烟罩不能下降,汇总料斗的闸门不能开启。
(7) 当转炉汇总料斗的闸门处于开启状态时,转炉不可倾动。
(8) 炉下旋转溜槽处于等待位,方可倾动。
(9) 至少2台变频器和电动机正常时,方可倾动。
(10) 转炉倾动至零位时自动停止。
(可在HMI 上人工解除连锁)(11) 转炉倾动至±120°时自动停止(具体角度现场调试时定)。
(可在HMI 上人工解除连锁)３ 转炉倾动控制系统的配置根据转炉的倾动控制系统特点,万腾钢厂转炉倾动系统的配置如下:(1) 6SE70系列变频器4台。
(2) 西门子S7-400系列PLC 系统一套。
(3) 电机选用YTSZ315L-10功率为110KW 转速为585r/min 电流为230A 电压为380V 电机上并带有冷却风机及增量型编码器。
４ 电气传动控制方案４．１ 倾动控制原理转炉倾动由4台电动机共同完成。
为了系统更可靠更稳定的工作,这4台电动机就必须要求负荷平衡及速度同步,也就是要求所有的电机转矩相等。
因为这4台电机是刚性连接的,所以要求所有的电动机的速度是绝对同步[3],因此4台电动机的传动采用主/从[2]控制,4台变频器之间用Simolik 卡连接组成光纤环网。
在配置中将一台变频器设为主机,由它进行速度调节,输出转矩给定,其他变频器作为从机,跟随主机的转矩响应。
同常规的控制方式相比,这种使用方式将系统的性能提高到了一个新的高度,能有效地解决由于电机在运行中的不同步产生的转炉“点头”和“摇头”的现象。
４．２ 转炉倾动系统主从控制该系统采用主/从控制方式,主装置采用速度环和电流环控制,从装置只有电流环控制。
采用一对一的传动方式,设定“主/从”方式,设定主传动装置。
各倾动电机的高速轴上都装有测速的脉冲编码器,通过脉冲编码器将现场的电动机的转速和转矩电流值传送给变频器,与设定值进行比较,由电流调节器同时输入到从装置的电流调节器中,这样保障了四台电机在相同的负荷图１ 传动控制系统框图Techniques of Automation & Applications| 5下运行,达到了设备平稳运行及平衡负荷的作用。
在这四台变频器中,主机以广播的方式向从机发送指令,并跟踪从机的状态,以此实现速度及转矩的协调控制。
70系列变频器提供了装置之间的一种快速通讯方式即Simolink光纤环网。
环网中主站可以接收和发送报文,并且可以去读写其中的信息,而从站只能接收报文,不能去处理其中的信息。
变频器之间的转矩设定就是通过该网络进行发送和接收的。
当主变频器或电动机出现故障时,主机会给P LC及从机发出故障信息,此时可设置从机中任一台变频器为主变频器,使其他三台变频器重新组成主/从控制系统,新的主机代替原来的主机负责系统起、停和转矩的控制,按主/从控制继续原来的工作。
若是只有一台从机故障则不影响主/从控制系统的正常运转。
若是出现三台及以上变频器故障则需要立即停止工作,待维修好后再继续工作。
转炉倾动主从控制系统调节原理图如图2所示:４．３ 倾动的制动控制技术为了启动的安全性和停车的准确性,避免转炉因失去动力产生溜车事故,我们采用的是能耗制动和机械抱闸制动二者结合的方法。
(1) 能耗制动能耗制动是变频器通过设置在回路中的制动电阻消耗电机能量使电机迅速停止的制动方式。
其中包括制动单元和制动电阻两个部分。
当由变频器带动的电机停机时,变频器中的逆变电路就会反向导通,这便使得剩余电能反馈到直流母线上,母线上的电压就会上升,当达到一定值时,制动单元接入,使得制动电阻投入工作,这部分电能由于电阻发热而消耗掉,直流母线上Ｋ—比例系数； Ｋｉ—积分时间常数图２ 转炉倾动主从控制系统调节原理图的电压同样维持在正常值。
这种制动的优点是成本低,简单无污染。
(2) 机械抱闸制动当电机中途启动或突然断电时,就只能靠机械制动来控制负载转动。
当电机的转矩和电流达到一定值时倾动的抱闸才能打开。
此过程是变频器把电机的电流和转矩发送给PLC,PLC确定电流和转矩满足一定条件后通过硬线打开抱闸,使转炉转动。
反之,P L C检测到电机转速满足停车条件时,关闭抱闸,使转炉迅速停止。
５ 系统调试进行系统调试时,变频器主从控制系统的参数设置[1]如表1:６ 结束语120吨转炉倾动系统自投产以来,系统运行稳定其控制功能完全满足了转炉倾动工艺要求还减少了设备故障率,实践证明应用主从控制完全可以解决大惯性系统的驱动问题,三台从机跟随主机的转矩信号,使各台变频器驱动各自电机的同步问题得到解决。
