6SE70变频器主从控制在转炉倾动中的应用

何佳英 房中明

摘要：简要介绍了萍乡方大钢铁有限公司炼钢一厂4#转炉倾动设备及倾动控制系统的构成，分析了如何应用西门子PLC S7-400和西门子6ES70系列变频器构成PROFIBUS-DP现场总线控制系统，并且详细介绍了应用SIMOLINK网络实现4台倾动变频器主从控制的方法及变频器参数的设置。

关键词：转炉倾动；SIMOLINK主从控制 ；6SE70变频器参数设置

1.转炉倾动控制系统的构成

萍乡方大钢铁有限公司炼钢一厂4#转炉倾动电气控制系统选用4套西门子矢量控制变频器（型号：6SE7031 5EF60 ），倾动主回路结构组成为4台一对一电动机组，每一台电动机都配置有相应的变频器。转炉倾动控制系统配置带编码器速度反馈，利用Pro-DP网络以及PLC实现通讯，利用抱闸制动，在低频状态下也能够拥有较大的启动力矩，同时还能够实现力矩电流平衡等其他功能，其配置有UPS为控制电源供电，下图1为该系统的主要结构图：

图 1 转炉倾动控制系统结构

2.变频器主从控制原理

变频器和电动机设计为一拖一的控制方式，而各个变频器都是设计为主从控制，PLC主站利用Pro-DP总线对变频器主机实现控制，变频器主机利用SIMOlink光纤实现对从机的控制。在SIMOlink网中，各个变频装置具备自身稳定运行的能力，因此它们可以说是发送器与接收器的结合体，倾动系统内部的4台变频设备所组成的环网中，仅仅设计了某一个站点拥有发送能力，而其他站点则仅仅具备接收能力。各个传动系统依靠SLB板来接收传动系数，之后再利用传动系统的数据发送功能将这些设定值发送到另一传动系统之中，这样一来就能够直接完成转矩电流给定值的直接传输，还可以同时做到其他数据值的传输。因此在该系统之中设计1个主站和3个从站。转炉本体PLC利用Pro-DP网对主站速度进行定义，另外主站接收之后会自动生成一个给定值并发送到从站装置中，这一给定值通常包括了位置、速度以及加速度。

3.转炉倾动对主从控制的要求

为提高转炉生产的连续性，萍乡方大钢铁有限公司炼钢一厂要求：转炉倾动系统中4台变频器中的1#或2#变频器可以在DCS画面上被设置为主变频器，3#、4#变频器只能做从动变频器。针对该要求，在编程上为每一个变频器定义了一个控制功能块，当此变频器没有选择投入时跳过程序不对其进行控制。当选择1#电机作为主电机时，将控制字和给定值传送给1#倾动变频器，再由1#变频器通过SIMOLINK网传送到其他从动变频器。当选择2#电机作为主电机时将控制字和给定值传送给2#倾动变频器，再由2#变频器通过SIMOLINK网传送到其他从动变频器。

4.变频器参数的设置

4.1 变频器的基本参数

转炉倾动控制系统中以带测速机的矢量控制模式P100=4以及具有零通道的编码器P130=15为主。主电机参数P587=0，从电机参数P587=1，而其他的一些基本参数则结合电机和系统具体配置来设置，同时根据相关要求对电机静态与动态进行识别。

4.2 SIMOLINK光纤通讯参数

变频器主机与从机之间的SLB板被接通之后，SLB板能够实现与变频器的正常通讯。1号变频器参数为P740=0，因此1号变频器为SIMOlink网内的分配器，2、3、4号变频器参数依次设置为P740=1、P740=2、P740=3，作为网络中的收发器；另外把1号变频器主机读入地质设置为P749=1、0（地址为1，通道为0），其余2、3、4号变频器读入地址设置为P749=0、0（地址和通道均设置为0），让4台变频器之间实现光纤通讯。

4.3 Profibus-DP总线通讯参数

确保各个变频器和CBP板之间能够进行通讯之后，设置4台变频器参数数据P918=3、P918=4、P918=5、P918=6，从而实现CBP主板和S7-400主站CPU之间的通讯。主机速度参数设置为P443=3002，变频器起停参数设置为P554=3100，保证S7-400主站的控制数据可以有效的被变频器接收。

4.4 同步控制功能参数

主机对从机实现控制的数据一般设置为：P751.1=30，控制字P751.2=165，主机转矩限制输出量。从机接收主机控制命令和数据P554=7001，读入电机ON/OFF指令开关量控制电机变频器的起停；P443=7002，P486=7002，输入主机转矩给定值之后，利用速度调节装置以及转矩电流实现限幅，然后开始向电机输出。

5.维护注意事项

此控制系统对编码器较为依赖，倾动机构现场高温，灰尘较大及运行机构本身的振动，非常容易导致编码器连接区域产生松动的情况，进而导致变频装置损坏，因此我们在日常工作中应定期做好编码器的维护工作。

因为PLC控制本质上来说是弱电控制强电，其工作过程中很容易受到外部电磁环境的影响，当外部环境较为恶劣时常常会产生干扰信号，因此必须要对总线电缆进行良好的隔离，同时把总线电缆屏蔽层和变频器地线相隔离，从而保护PLC与变频器不受影响。

6.结束语

萍乡方大钢铁有限公司炼钢一厂4#转炉至今已经投入生产4年由于，其主要应用的是西门子6SE70系列的变频器和PLC、SIMOlink網所组建而成的传动系统，能够让4台变频器都有效完成主从控制要求。主从控制功能可以有效的降低电机因为负载不均而产生的磨损，降低转轴磨损度，不但可以避免设备频繁发生故障，同时还在很大程度上帮助公司生产效率的提高。

参考文献：

[1]SIEMENS SIMOVERT MASTERDRVIES 矢量控制使用大全.北京：西门子（中国）有限公司技术支持部，2009.

[2]萍乡方大钢铁有限公司炼钢一厂4#转炉倾动变频器参数，2010.

[3]牟旭升.变频器的主从控制在转炉倾动系统的应用.河北冶金（期刊），2011.

作者简介：何佳英，男，（1986.11-），江西萍乡，中共党员，本科，学士学位，2009年毕业于江西理工大学电气工程及其自动化专业，工作：萍乡方大钢铁有限公司维修一厂，负责转炉炼钢和连铸机电气设备的维护与检修工作，电气工程师。