宣钢三棒编组链西门子S120传动控制系统创新优化

张亚迎 杨帆 张晓东

摘 要：本项目主要介绍了徐昂刚三棒冷床编组链项目背景，解决措施和实施效果。

关键词：编组链；编码器；传动装置

1 项目背景

原有的三棒冷床编组链是由3台各自带编码器的交流电机拖动的，这3台电机各自都是带编码器的速度闭环控制，各自独立运行。每台电机的速度都是依靠各自编码器的速度反馈来进行调节的。因此经常会出现编组链运行不同步、扭钢等影响生产顺利进行的缺陷，极大的影响了生产顺利进行。而且原有的控制方式需要3台编码器必须同时保持正常工作缺一不可，一旦其中一台编码器出现故障就会导致其中一台电机的速度控制失去闭环从而导致西门子s120装备报重故障、电机停转。给生产和维检人员造成非常大的工作量。

2 项目优化设计

通过大量查阅西门子s120参数设置资料，我们决定将编组链原有控制方式改为单编码器的速度闭环主从控制。具体步骤如下：

首先任选一台带编码器的电机作为主从控制关系中的“主”，我们选择了1号电机作为主电机，则2号、3号电机则为从电机。其中，原有的西门子s120调试软件stater中这3台电机的参数设置为：P1300=21，转速调节方式（带编码器）；P1501=0（转速调节）；转矩给定来自于速度环的输出，并且保持不变。

我们提供技术方案如下：

传动系统采用主从控制方式，由于三个电机之间采用的是硬连接方式，因此通过直接转矩分配的方式来实现主从控制，保证三个电机之间通过连接器保持相同的转速。

在配置直接转矩控制方式时，将主装置设定在速度模式工作，从装置设定在转矩模式工作，将主装置的转矩设定值作为从装置的转矩给定值，这样保证系统运行时，从装置转矩始终与主装置一致，同时因为机械结构的原因，使从装置速度始终与主装置一致，从而完成转矩的分配。

由于编组链传动装置采用的配置方式是由1个CU320控制单元连接3个驱动轴，相互之间使用Drive-Cliq方式进行通讯，因此利用轴间变量的互连来实现主从控制的数据交换。定义1号电机装置VECTOR_01为主逆变装置，2号电机装置VECTOR_02和3号电机装置VECTOR_03为从逆变装置，配置步骤如下：

a.主装置VECTOR_01：原参数设置不变，采用速度控制，P1300=21，转速调节方式（带编码器）；P1501（0）=0（转速调节）；转矩给定来自于速度环的输出保持不变。

b.从装置VECTOR_02和VECTOR_03：选择转矩工作在速度模式，P1300=21，转速调节方式（带编码器）；然后设定P1501（0）=1（转矩调节），从速度模式切换到转矩模式；P1503（0）=VECTOR_05：r79，转矩设定源链接主装置的转矩设定（见下图）。

设备连轴和传动参数设置完毕后，试车运行，手动微调速度调节器比例积分参数P1460和P1462，实现了三台电机的同步运行。

3 运行效果

在实现同步之后，当再次遇到编码器故障时，我们通过倒换编码器的扩展端子模块smc30可以随时实现备件更换。即当1号电机主装置的编码器出现故障时，维检人员不再需要到现场更换新的编码器，而是可以直接将2号、3号电机编码器的smc30模块插头直接倒换到1号电机装置的smc30上，这个时候2号或者3号电机装置即可成为主装置去拖动编组链运转，从而实现非常快速解决故障。因为运用了从装置的备用编码器而节省了新的备件，从而达到了节省备件的效果。

4 结语

通过对宣钢三棒生产线电气系统创新设计与应用项目的實施，解决了部分电控系统中存在的不完善之处，提升产品成才率，提高生产效率的同时降低能源消耗设备故障率大幅降低，开发了设备新的使用功能，适应了钢轧厂不断拓展的、新的品种钢的轧制要求。

参考文献：

[1] 任朝晖.基于西门子S120变频器的转炉倾动控制系统[J].自动化应用，2016，（02）：54-56+74.

[2] 马艳阳.基于西门子S120的轧机传动系统的设计[J].装备制造技术，2014，（12）：61-63.

[3] 杨志林.西门子S120传动装置在卡轨车控制系统中的应用[J].机械工程与自动化，2014，（06）：164-165.