西门子6RA70在棒材冷床上的应用与研究

陈　伟（山东钢铁集团莱芜分公司棒材厂,山东　莱芜　271104）

西门子6RA70在棒材冷床上的应用与研究

陈伟
（山东钢铁集团莱芜分公司棒材厂,山东莱芜271104）

摘要：在轧钢产线中，后部工序冷床的电气控制系统相对复杂，其自动化程度对提升生产率至关重要。文章首先介绍了冷床的工艺流程，结合工艺流程分析6RA70全数字直流调速装置在棒材冷床上的应用。为棒材企业生产提供参考。

关键词：直流调速；6RA70；冷床；同步控制

1　棒材冷床控制系统

冷床区自动化控制系统的主要实现整个冷床区设备的手/自动控制及联锁，冷床区液压站设备的手/自动控制及联锁。设备起停状态监控，工艺参数的设定，故障报警及记录。控制功能主要包括：制动上钢、冷床步进、自动下钢、矫直系统、冷床液压站等以及与其他PLC通信。

2　6RA70全数字直流调速装置

6RA70系列全数字直流调速装置为三相交流电源直接供电的全数字控制装置，用于可调速直流电机电枢和励磁供电。其直流调速装置的功率部分由电枢主电路和励磁主电路组成。电枢主电路晶闸管整流器，单象限工作装置的电枢回路晶闸管整流器为一组三相桥式全控整流电路，四象限工作装置的电枢回路晶闸管整流器为两组三相桥式全控整流电路组成的无环流反并联可逆电路。励磁回路晶闸管整流器采用单相半控桥整流电路；调速装置采用两台高效能的微处理器及其附加电路组成数字控制系统，用以完成系统的自动调节控制、逻辑操作、故障诊断、运行状态和故障显示等各种功能，并且这些功能可在软件中通过参数构成的程序块实现。

3　6RA70在棒材冷床上的应用

3.1控制结构

冷床电机采用SIEMENSS7-400PLC（2#PLC）一台与6RA70直流调速装置驱动。具有ET200M远程站2台；操作站4CS一台。2#PLC柜置于2#电气室内，传动柜信号直接接入主机。操作台4AOS、操作箱9AOC信号进设在4CS中8ACC的ET200M远程站。冷床区液压站信号进设在操作箱4ACC中ET200M远程站。

S7-400PLC通过PROFIBUS-DP网，与2台ET200M远程站、调速装置以及编码器连接。S7-400PLC同时通过标准工业ETHERNET网，与操作站（4CS）和其他PLC连接。4CS操作站置于操作室4CS.用于对冷床区设备状态监控及工艺参数的设定。

3.2速度控制

棒材冷床电机在运行中，其励磁电流是保持不变的，是改变其电枢电流来控制其速度的。6R70系列直流调速装置的功率部分由电枢主电路和励磁主电路组成。

电枢主电路晶闸管整流器，单象限工作装置的电枢回路晶闸管整流器为一组三相桥式全控整流电路，四象限工作装置的电枢回路晶闸管整流器为两组三相桥式全控整流电路组成的无环流反并联可逆电路。

由于棒材冷床控制有同轴的双电机组成，电机的机械特性不可能完全一样，因此，控制方式采用电机主从控制模式，电机主传动在运行时的模式为速度闭环，转速环为外环的转速电流双闭环调速系统。其控制方式为逻辑无环流可逆调速系统。

主从传动两个模式一起由可编程序控制器给予指令进行合闸。不需要对从传动的斜坡和速调进行激活。电机需要停止运行时，全部依据主传动的斜坡减速时间减速进行，原理如图1所示。

3.3参数调试

6RA70操作面板PMU由五个七段数码显示管和三个发光二极管LED及下面的三个按键组成。其中五个七段数码显示管和三个发光二极管LED用于状态显示，三个按键用于参数设定。此外，操作板PMU还有X300插头，此插头带有RS232或RS485标准的USS接口。借助基本操作板PMU可以完成运行要求的所有参数的设定和调整，以及实测值的显示。两个传动装置的参数通过一个串行接口进行装置间的数据交换。按工程技术人员设定的地址进行数据交换。传动装置之间信号可以以完全数字的形式从一台传动装置传送到另一个传动装置。其传动装置串行接口链接如图2所示。

在调试时，可用参数P051选择优化运行，P051=25时为电枢和励磁预馈控制和电流调节器的优化（持续时间约40s），相关参数自动地被设定。P051=26，转速调节器的优化运行（持续时间大约6s），相关参数自动地被设定。最高转速的校准和可能的精密调整，在优化运行己经执行后，进行最高转速的校准工作。优化运行不能对每种应用都提供最优结果，在某些情况下须要手动再优化。

3.4定位控制

为要保持冷床启动及停止平稳。在速度调节器的给定前加上斜坡函数发生器进行滤波，给定随时间连续变化的给定信号，达到平稳启动的目的。同时为让冷床准确无误定位，把“使能”信号滞后给定零速的时间定为250Ms，并通过调整停机或工作抱闸参数P080=2，将抱闸设为工作抱闸，进一步进行定位控制。

4　结语

总之，文中介绍的6RA70是采用微处理器及计算机的应用软件程序构成，可在不变更硬件的情况下，在应用软件程序中适当修改程序（参数）就可以实现棒材冷床各种调节和控制功能，在棒材冷床上的应用自动化程度相对较高，能够使冷床运行稳定，灵活性强，易于实现设备标准化。

参考文献：

[1]王希存,王洪钦,薛彦有,徐玉兵,刘晓东,孔凡纲.双线4通道上卸钢装置在棒材冷床上的应用[J].轧钢,2003(04).

[2]于涛.PLC和直流传动构成的棒材冷床位置控制系统[A].全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C].2010.

[3]叶世堂.棒材厂冷床上钢装置综合优化设计[J].冶金.