熱連軋傳動系統(tǒng)的控制

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1、熱連乳傳動系統(tǒng)的控制丙寧特殊鋼股份有限公司青海省丙寧市810005摘要：冶金乳制有一些特殊的要求，括負荷平衡、負荷觀測、陷波濾波器等，為明顯減少軋機動態(tài)速降和恢復時間負荷平衡，保證上下輥輸出轉(zhuǎn)矩的平均分配，采用負荷觀測器的控制系統(tǒng)A有較強的抗負荷擾動性，為消除了機電井振現(xiàn)象，運用陷波濾波器，這些應用對生產(chǎn)線的正?？焖偕a(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。關鍵詞：負荷平衡；負荷觀測；陷波濾波器1引言某鋼鐵公司是專門從事不銹鋼熱軋卷、冷軋卷及不銹鋼深加工企業(yè)，主傳動電動機是同步電動機，采用丙門子公司新型全數(shù)字矢量交

2、交變頻調(diào)速系統(tǒng)進行控制，功率裝置為三相無環(huán)流可逆式晶閘管變流器，采用簡易而良好的創(chuàng)新設計，具有控制精度高、響應快速、可靠性強、較強的過載能力、操作簡單及易于維護等特點。2控制系統(tǒng)2.1定子整流柜功率部分采用晶閘管熱管風冷整流柜，構(gòu)成直接反并聯(lián)功率組件，比采用普通散熱器和同樣晶閘管元件構(gòu)成的裝置提高輸出能力60%左右，運行穩(wěn)定。由于電機功率較大，同時要求較高過載倍數(shù)，所以配置了大功率整流柜，電機每相由兩個整流柜并聯(lián)組成，粗軋滿足2.5倍過載80s，精軋滿足2.0倍過載80s,以滿足乳制過程中電機的過載要求。2

3、.2轉(zhuǎn)子整流柜粗乳和精乳轉(zhuǎn)子整流柜額定電壓660V,額定電流分別是2100A和1420A,最大可至2400A和1600A。2.3數(shù)字控制部分主機控制器由通用微處理單元、專用微處理單元、整流裝置、各種輔助單元、接單元、通訊單元及電源等組成。系統(tǒng)硬件設備主要控制器以及接口端子板等組成。通用微處理單元主要完成系統(tǒng)起停的速度邏輯控制和速度調(diào)節(jié)（包括工藝控制）等任務，速度的給定控制、負荷觀測、故障綜合處理、主回路合分閘邏輯控制、操作面板0P控制、通訊等任務。通用微處理單元與上級自動化、專用微處理單元、裝置之間通訊采用

4、ProfibusDP方式。專用微處理單元主要完成矢量控制、磁通控制等任務。包括采用電壓模型和電流模型計算磁通矢量的磁通定向控制、勵磁電流給定計算、磁通閉環(huán)（包括弱磁電壓閉環(huán)和電勢閉環(huán)）控制、三相交流電流給定計算、電壓前饋控制、矢量閉環(huán)的邏輯控制、交流電流調(diào)節(jié)、斷續(xù)補償、換向邏輯控制、觸發(fā)脈沖控制等等。PSA接收電流實際值、電壓實際值和零電流信號，并發(fā)送定子脈沖信號。它與SSI之間通訊依靠光纖完成，SSI把光信號和電信號相互轉(zhuǎn)化，與功率部分相連接，最終完成信號的發(fā)送和接收。專用微處理單元用于檢測電機繞組線圈、

5、軸瓦、冷卻水、風等PT100溫度信號，用于電機故障報警聯(lián)鎖。專用微處理單元用來檢測輔助設備的開關量輸入，比如電機風機電源、加熱器電源、電機漏水檢測電源、UPS電源、整流柜風機電源、脈沖電源、主開關操作電源、輔助電源、接地檢測電源及信號等，并完成接觸器、繼電器、指示燈等的開關量控制輸出，從而組成了整個系統(tǒng)邏輯連鎖，其中也包括了勵磁高壓開關、定子高壓開關以及主開關的聯(lián)鎖控制。3負荷平衡控制3.1負荷平衡控制原理負荷平衡控制采用PI調(diào)節(jié)器。由于積分調(diào)節(jié)作用的存在，能使被調(diào)節(jié)量的靜態(tài)偏差為零。減小積分吋間，可減少調(diào)

6、節(jié)過程中被調(diào)節(jié)量的動態(tài)偏差，但會增加調(diào)節(jié)過程的振蕩。相反，增大積分吋間，可減小調(diào)節(jié)過程的振蕩，但會增加被調(diào)節(jié)量的動態(tài)偏差。因此，在調(diào)試過程中，為了達到良好的負荷平衡效果，需要適當調(diào)整比例和積分時間。另外，對負荷平衡調(diào)節(jié)量和功能投入的閾值也需要根據(jù)實際情況確定，從而使負荷平衡達到跟好的效果。從工藝角度看，為使乳件往復乳制和運輸過程中自由順暢，帶頭應微微上翹，即雪橇板特性，因此，咬鋼后延時投入負荷平衡調(diào)節(jié)器。在大多數(shù)的乳機傳動系統(tǒng)中，速度控制器采用PI調(diào)節(jié)器，其積分吋間常數(shù)比電流環(huán)大很多倍，當電機承受突加負載時

7、，速度急劇下降，電機轉(zhuǎn)矩分量給定不能及時增大以補償速降，使得相對速降較大，恢復吋間較長，這對于要求較高的傳動系統(tǒng)，只靠調(diào)整速度調(diào)節(jié)器參數(shù)是很難滿足調(diào)速系統(tǒng)的要求的。尤其是板帶連乳的精乳機組，各機架主傳動的轉(zhuǎn)速按秒流量原則設定，使得在正常乳制時各機架間的鋼材既不受拉，也不堆積。但問題出在咬鋼期間，例如某一吋刻機架咬入鋼材，受突加負載影響，該機架轉(zhuǎn)速下降，再逐漸恢復，這吋前一架的轉(zhuǎn)速己恢復，按照原來設定的速度軋制，在該機架和前一機架之間鋼材堆積，很可能導致廢鋼現(xiàn)象，不能滿足工藝的要求，因此，有必要引入負荷觀測器

8、。負荷觀測器的任務是根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速實際值n和轉(zhuǎn)矩實際值T，輸出電動機負載轉(zhuǎn)矩的觀測值T1,它是電流調(diào)節(jié)器的附加轉(zhuǎn)矩給定，與速度調(diào)節(jié)器輸出的轉(zhuǎn)矩給定T*相加，共同產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。沒冇負荷觀測器吋，克服負載所需要的轉(zhuǎn)矩要在轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)速偏差n*-n出現(xiàn)后，經(jīng)速度調(diào)節(jié)器的PI作用，使T*增大才能得到，這個過程較慢。奮負荷觀測器后，在轉(zhuǎn)速降低和轉(zhuǎn)矩增加雙重因素作用下，觀測器很快輸出負載轉(zhuǎn)矩的觀測值，送給電流調(diào)節(jié)器，使轉(zhuǎn)矩迅速