何佳英 房中明

摘要：簡要介紹了萍鄉(xiāng)方大鋼鐵有限公司煉鋼一廠4#轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)設(shè)備及傾動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成，分析了如何應(yīng)用西門子PLC S7-400和西門子6ES70系列變頻器構(gòu)成PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，并且詳細(xì)介紹了應(yīng)用SIMOLINK網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)4臺(tái)傾動(dòng)變頻器主從控制的方法及變頻器參數(shù)的設(shè)置。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)；SIMOLINK主從控制 ；6SE70變頻器參數(shù)設(shè)置

1.轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

萍鄉(xiāng)方大鋼鐵有限公司煉鋼一廠4#轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)電氣控制系統(tǒng)選用4套西門子矢量控制變頻器（型號(hào)：6SE7031 5EF60 ），傾動(dòng)主回路結(jié)構(gòu)組成為4臺(tái)一對(duì)一電動(dòng)機(jī)組，每一臺(tái)電動(dòng)機(jī)都配置有相應(yīng)的變頻器。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制系統(tǒng)配置帶編碼器速度反饋，利用Pro-DP網(wǎng)絡(luò)以及PLC實(shí)現(xiàn)通訊，利用抱閘制動(dòng)，在低頻狀態(tài)下也能夠擁有較大的啟動(dòng)力矩，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)力矩電流平衡等其他功能，其配置有UPS為控制電源供電，下圖1為該系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)圖：

圖 1 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.變頻器主從控制原理

變頻器和電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為一拖一的控制方式，而各個(gè)變頻器都是設(shè)計(jì)為主從控制，PLC主站利用Pro-DP總線對(duì)變頻器主機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，變頻器主機(jī)利用SIMOlink光纖實(shí)現(xiàn)對(duì)從機(jī)的控制。在SIMOlink網(wǎng)中，各個(gè)變頻裝置具備自身穩(wěn)定運(yùn)行的能力，因此它們可以說是發(fā)送器與接收器的結(jié)合體，傾動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的4臺(tái)變頻設(shè)備所組成的環(huán)網(wǎng)中，僅僅設(shè)計(jì)了某一個(gè)站點(diǎn)擁有發(fā)送能力，而其他站點(diǎn)則僅僅具備接收能力。各個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)依靠SLB板來接收傳動(dòng)系數(shù)，之后再利用傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送功能將這些設(shè)定值發(fā)送到另一傳動(dòng)系統(tǒng)之中，這樣一來就能夠直接完成轉(zhuǎn)矩電流給定值的直接傳輸，還可以同時(shí)做到其他數(shù)據(jù)值的傳輸。因此在該系統(tǒng)之中設(shè)計(jì)1個(gè)主站和3個(gè)從站。轉(zhuǎn)爐本體PLC利用Pro-DP網(wǎng)對(duì)主站速度進(jìn)行定義，另外主站接收之后會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)給定值并發(fā)送到從站裝置中，這一給定值通常包括了位置、速度以及加速度。

3.轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)對(duì)主從控制的要求

為提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的連續(xù)性，萍鄉(xiāng)方大鋼鐵有限公司煉鋼一廠要求：轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)中4臺(tái)變頻器中的1#或2#變頻器可以在DCS畫面上被設(shè)置為主變頻器，3#、4#變頻器只能做從動(dòng)變頻器。針對(duì)該要求，在編程上為每一個(gè)變頻器定義了一個(gè)控制功能塊，當(dāng)此變頻器沒有選擇投入時(shí)跳過程序不對(duì)其進(jìn)行控制。當(dāng)選擇1#電機(jī)作為主電機(jī)時(shí)，將控制字和給定值傳送給1#傾動(dòng)變頻器，再由1#變頻器通過SIMOLINK網(wǎng)傳送到其他從動(dòng)變頻器。當(dāng)選擇2#電機(jī)作為主電機(jī)時(shí)將控制字和給定值傳送給2#傾動(dòng)變頻器，再由2#變頻器通過SIMOLINK網(wǎng)傳送到其他從動(dòng)變頻器。

4.變頻器參數(shù)的設(shè)置

4.1 變頻器的基本參數(shù)

轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制系統(tǒng)中以帶測(cè)速機(jī)的矢量控制模式P100=4以及具有零通道的編碼器P130=15為主。主電機(jī)參數(shù)P587=0，從電機(jī)參數(shù)P587=1，而其他的一些基本參數(shù)則結(jié)合電機(jī)和系統(tǒng)具體配置來設(shè)置，同時(shí)根據(jù)相關(guān)要求對(duì)電機(jī)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)進(jìn)行識(shí)別。

4.2 SIMOLINK光纖通訊參數(shù)

變頻器主機(jī)與從機(jī)之間的SLB板被接通之后，SLB板能夠?qū)崿F(xiàn)與變頻器的正常通訊。1號(hào)變頻器參數(shù)為P740=0，因此1號(hào)變頻器為SIMOlink網(wǎng)內(nèi)的分配器，2、3、4號(hào)變頻器參數(shù)依次設(shè)置為P740=1、P740=2、P740=3，作為網(wǎng)絡(luò)中的收發(fā)器；另外把1號(hào)變頻器主機(jī)讀入地質(zhì)設(shè)置為P749=1、0（地址為1，通道為0），其余2、3、4號(hào)變頻器讀入地址設(shè)置為P749=0、0（地址和通道均設(shè)置為0），讓4臺(tái)變頻器之間實(shí)現(xiàn)光纖通訊。

4.3 Profibus-DP總線通訊參數(shù)

確保各個(gè)變頻器和CBP板之間能夠進(jìn)行通訊之后，設(shè)置4臺(tái)變頻器參數(shù)數(shù)據(jù)P918=3、P918=4、P918=5、P918=6，從而實(shí)現(xiàn)CBP主板和S7-400主站CPU之間的通訊。主機(jī)速度參數(shù)設(shè)置為P443=3002，變頻器起停參數(shù)設(shè)置為P554=3100，保證S7-400主站的控制數(shù)據(jù)可以有效的被變頻器接收。

4.4 同步控制功能參數(shù)

主機(jī)對(duì)從機(jī)實(shí)現(xiàn)控制的數(shù)據(jù)一般設(shè)置為：P751.1=30，控制字P751.2=165，主機(jī)轉(zhuǎn)矩限制輸出量。從機(jī)接收主機(jī)控制命令和數(shù)據(jù)P554=7001，讀入電機(jī)ON/OFF指令開關(guān)量控制電機(jī)變頻器的起停；P443=7002，P486=7002，輸入主機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值之后，利用速度調(diào)節(jié)裝置以及轉(zhuǎn)矩電流實(shí)現(xiàn)限幅，然后開始向電機(jī)輸出。

5.維護(hù)注意事項(xiàng)

此控制系統(tǒng)對(duì)編碼器較為依賴，傾動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)高溫，灰塵較大及運(yùn)行機(jī)構(gòu)本身的振動(dòng)，非常容易導(dǎo)致編碼器連接區(qū)域產(chǎn)生松動(dòng)的情況，進(jìn)而導(dǎo)致變頻裝置損壞，因此我們?cè)谌粘９ぷ髦袘?yīng)定期做好編碼器的維護(hù)工作。

因?yàn)镻LC控制本質(zhì)上來說是弱電控制強(qiáng)電，其工作過程中很容易受到外部電磁環(huán)境的影響，當(dāng)外部環(huán)境較為惡劣時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)，因此必須要對(duì)總線電纜進(jìn)行良好的隔離，同時(shí)把總線電纜屏蔽層和變頻器地線相隔離，從而保護(hù)PLC與變頻器不受影響。

6.結(jié)束語

萍鄉(xiāng)方大鋼鐵有限公司煉鋼一廠4#轉(zhuǎn)爐至今已經(jīng)投入生產(chǎn)4年由于，其主要應(yīng)用的是西門子6SE70系列的變頻器和PLC、SIMOlink網(wǎng)所組建而成的傳動(dòng)系統(tǒng)，能夠讓4臺(tái)變頻器都有效完成主從控制要求。主從控制功能可以有效的降低電機(jī)因?yàn)樨?fù)載不均而產(chǎn)生的磨損，降低轉(zhuǎn)軸磨損度，不但可以避免設(shè)備頻繁發(fā)生故障，同時(shí)還在很大程度上幫助公司生產(chǎn)效率的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]SIEMENS SIMOVERT MASTERDRVIES 矢量控制使用大全.北京：西門子（中國）有限公司技術(shù)支持部，2009.

[2]萍鄉(xiāng)方大鋼鐵有限公司煉鋼一廠4#轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)變頻器參數(shù)，2010.

[3]牟旭升.變頻器的主從控制在轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用.河北冶金（期刊），2011.

作者簡介：何佳英，男，（1986.11-），江西萍鄉(xiāng)，中共黨員，本科，學(xué)士學(xué)位，2009年畢業(yè)于江西理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，工作：萍鄉(xiāng)方大鋼鐵有限公司維修一廠，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄機(jī)電氣設(shè)備的維護(hù)與檢修工作，電氣工程師。