莫勇求

摘 要：文章對廣西柳鋼熱軋2032生產(chǎn)線精軋電動壓下系統(tǒng)進(jìn)行介紹，分析了電動壓下傳動系統(tǒng)的主從控制原理，總結(jié)了精軋機(jī)電動壓下傳動系統(tǒng)故障的處理方法，對同類故障處理提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：電動壓下；主從控制；轉(zhuǎn)矩控制；故障處理

前言

主從控制方式是應(yīng)用在壓下控制系統(tǒng)上的主流，而廣西柳鋼熱軋廠2032線精軋電動壓下系統(tǒng)是一個典型的定位系統(tǒng)，要求壓下傳動系統(tǒng)具有很高的啟動性以及制動快速性，這樣才能夠滿足不斷加快的生產(chǎn)節(jié)奏要求。精軋電動壓下系統(tǒng)的傳動性能也是決定機(jī)械壓下APC精度和快速性的關(guān)鍵。為了提高傳動的性能，當(dāng)電動壓下操作側(cè)和傳動側(cè)同時聯(lián)動時，采用了主從控制的方式。

1 電動壓下系統(tǒng)簡介

柳鋼熱軋2032精軋機(jī)電動壓下系統(tǒng)是精軋機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備之一，共有F1-F6六個軋機(jī)，一個軋機(jī)有一套電動壓下系統(tǒng)，分為操作側(cè)和傳動側(cè)兩側(cè)。電動壓下系統(tǒng)主要功能為調(diào)節(jié)輥縫、預(yù)擺輥縫及自動輥縫控制等。電動壓下使用兩個旋轉(zhuǎn)接軸，每個旋轉(zhuǎn)接軸由一臺150KW的直流電動機(jī)驅(qū)動，使用渦輪和傘齒輪機(jī)構(gòu)傳動。操作側(cè)和傳動側(cè)電機(jī)通過一個電動離合器結(jié)合在一起。壓下電機(jī)的傳動裝置采用了穩(wěn)定可靠的西門子6RA70系列直流調(diào)速裝置，電機(jī)的控制方式為有速度編碼器反饋的速度控制，大大的提高了調(diào)速的快速性及穩(wěn)定性；通過安裝在壓下螺絲上的MTS位移傳感器實時檢測當(dāng)前的實際輥縫，用當(dāng)前的輥縫實現(xiàn)位置閉環(huán)控制；電動壓下的主控系統(tǒng)采用的是西門子TDC控制器，TDC控制器具有運行速度快，掃描周期短，效率高，穩(wěn)定性好等優(yōu)點。電動壓下的傳動控制

2 控制原理

精軋機(jī)電動壓下系統(tǒng)工作方式可分為聯(lián)動方式及調(diào)平方式，根據(jù)不同的控制要求進(jìn)行兩種方式的切換。需要兩邊輥縫同步走位時，工作在聯(lián)動方式。如需要將兩邊輥縫進(jìn)行輥縫差調(diào)整時，則工作在調(diào)平方式。

電動壓下系統(tǒng)在聯(lián)動工作方式時，離合器得電閉合，此時操作側(cè)和傳動側(cè)電機(jī)通過離合器共軸。以操作側(cè)傳動裝置為主，按照速度給定，速度碼盤反饋閉環(huán)控制的方式。傳動側(cè)裝置做從裝置，通過裝置對裝置通訊USS協(xié)議接收由操作側(cè)主裝置發(fā)來的轉(zhuǎn)矩給定信號，按照電流環(huán)進(jìn)行單獨閉環(huán)控制。從動裝置跟隨主動裝置的轉(zhuǎn)矩變化而變化，達(dá)到負(fù)荷均勻分配控制的目的，這樣操作側(cè)和傳動側(cè)電動壓下就構(gòu)成了一個主從控制系統(tǒng)。需要進(jìn)行輥縫偏差擺輥時，電動壓下系統(tǒng)選擇調(diào)平工作方式，此時離合器打開，兩側(cè)的裝置均切換為主裝置控制，控制方式為帶速度反饋的閉環(huán)控制，根據(jù)操作工要求進(jìn)行偏差的調(diào)整。

在主從控制時，操作側(cè)電機(jī)為速度控制，傳動側(cè)電機(jī)為轉(zhuǎn)矩控制。傳動側(cè)的轉(zhuǎn)矩給定由操作側(cè)裝置進(jìn)行給定，值得注意的是從裝置的主從控制切換主要由TDC控制器進(jìn)行。例如：根據(jù)軋鋼工況，當(dāng)電動壓下系統(tǒng)需要聯(lián)動時，此時TDC控制器將聯(lián)動使能信號發(fā)送給傳動裝置，則傳動側(cè)的裝置將工作在轉(zhuǎn)矩控制方式。而在進(jìn)行調(diào)平時，聯(lián)動使能信號為0，即兩側(cè)壓下系統(tǒng)均為速度控制。

3 主從控制系統(tǒng)之間的通訊

采用西門子6RA70系列調(diào)速裝置的主從控制方式分別控制操作側(cè)和傳動側(cè)壓下電機(jī)的負(fù)荷分配和同步運行，其主從工作方式的關(guān)鍵技術(shù)問題是如何把主傳動裝置的轉(zhuǎn)矩信號高速和精確的傳送到從動裝置中，由于對6RA70直流調(diào)速裝置之間所需的控制數(shù)據(jù)和傳輸速度有較高的要求，因此這里采用的是西門子的裝置對裝置的通訊協(xié)議，裝置對裝置鏈接是相同狀態(tài)裝置之間的鏈接，相同的整流器在裝置對裝置鏈接中可以功能化為主（給定源）和從（接收源）。通過裝置對裝置鏈接，信號可以從一臺整流器以完全數(shù)字的形式傳送到另外的整流器。

熱軋2032電動壓下裝置6RA70與TDC控制器的通訊采用的是PROFIBUS-DP總線方式。通過在TDC控制器上進(jìn)行相應(yīng)的硬件配置，并設(shè)置好子站地址，在6RA70直流調(diào)速裝置上增加一塊通訊板CBP2，并將6RA70裝置的通訊地址P918參數(shù)設(shè)置和TDC控制器上的子站組態(tài)一致，這樣TDC控制器就能輕松的實現(xiàn)與6RA70裝置進(jìn)行PROFIBUS-DP通訊。它們之間采用的是PPO 4類型的過程數(shù)據(jù)，讀寫均為6個字。

4 主從控制系統(tǒng)的故障處理

西門子6RA70系列重故障代碼為Fxxx，通過故障存儲器r947和r949可以查詢到故障代碼和故障值，然后利用西門子手冊進(jìn)行查詢，可以快速的知道該裝置出現(xiàn)了哪些問題，為維修人員提供了很大的幫助。

在柳鋼熱軋2032主從控制的實際應(yīng)用中，筆者曾經(jīng)遇到過以下問題，就是該裝置報F005故障，通過查看F005這個故障代碼，其故障原因是勵磁回路故障。根據(jù)這個代碼指向性，該故障可能是勵磁相電壓故障、勵磁回路的熔斷器已斷以及運行中進(jìn)線斷路器斷開。在實際的處理過程中，未發(fā)現(xiàn)傳動裝置有任何異常。最終檢查發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)場的直流電機(jī)勵磁燒，導(dǎo)致了勵磁回路有問題，引起報F005勵磁回路故障，更換一臺好的電機(jī)后恢復(fù)正常使用；還有一個故障是裝置報F042，通過查手冊可知，該代碼是指測速機(jī)故障，可能的原因有速度碼盤線路短路或開路、速度碼盤損壞。處理該故障時，可直接更換好的編碼器進(jìn)行試機(jī)，大多能夠解決故障，更換碼盤后如還報則需要更換碼盤線纜。

5 結(jié)束語

熱軋精軋機(jī)電動壓下系統(tǒng)的主從控制實現(xiàn)了精確的兩側(cè)壓下速度同步。保證了兩側(cè)自動輥縫控制的快速性和準(zhǔn)確性。從總體來說，6RA70直流調(diào)速裝置的主從控制在柳鋼熱軋2032線精軋壓下系統(tǒng)中取得了良好的應(yīng)用效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計效果，對這種雙側(cè)壓下多傳動的設(shè)備上采用主從控制具有很強(qiáng)的推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[3]吳麒.自動控制原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，1992.