变频器国产化在棒线材生产线上的应用

李 菲，罗 卿，邹 晖

（方大特钢科技股份有限公司，江西 南昌 330012）

轧钢厂优特钢线与高线轧线传动采用西门子原装进口的6SE70 系列变频器，该系列变频器在当初建厂时处于成熟可靠的产品，存在一次性投资大，备件的采购周期长，变频器运行时发热量大、风机噪音大等问题。

2018 年后西门子为了推动6SE1200 系列变频器产品，对原有的6SE70 产品停止生产，同时清理6SE70 库存。导致对6SE70 系列变频器备件的采购成本增加、采购时间增长。对生产的正常运行带来很大的隐患。由于停产检修时间短，对整条生产线的6SE70 整体进行升级到S120，不但费用难以承受，升级改造的时间也无法保证。同时升级更换下的6SE70 系列装置只能做报废处理，资源的浪费。因此考虑对6SE70 系列的变频器进行国产化升级，部分更换升级改造，更换下线的6SE70 变频器做为备件继续使用。节约设备的采购成本与采购时间，提高设备的运行的效率。

1 优特钢线主轧线传动系统配置

1.1 优特钢主轧线传动配置

优特钢主轧线分5 段整流与逆变控制。考虑向下兼容的原则，从第5 段逆变控制柜进行升级改造，即从8V、9H、10V、20H 道次进行整体的升级改造。

进口西门子6Se70 变频器传动柜的体积大、发热量高、维护复杂。

图1-1 为进口的西门子6SE70 装置，整体的功率单元结构复杂。整体的发热量大、风机运行速度快并且噪音大、更换功率单元的IGBT 麻烦，出现故障进行排除及处理时比较麻烦，并且拆除困难。

图1-2 为国产化后的逆变器功率单元，整体设计结构简单、功率单元模块化，更换时只需要把单独的模块进行更换即可，拆除简单快捷，并且功率单元上有运行的状态显示，如有问题可以直接判断，判断与处理故障方便快捷。

图1 进口与国产逆变器功率单元的比较

2 国产化变频器与西门子PLC 之间的通讯连接

2.1 硬件组态

国产化的变频器能够无缝的与自动化控制系统连接，在原有的硬件组态上无需做任何的修改,设备安装后就可直接连接使用，简单快捷。硬件组态见下页图2。

2.2 传动装置与自动化控制系统之间的通讯

西门子S7-400 系列PLC 具有较高的数值运算能力，可以完全满足目前棒材及高速线材的生产线，轧制各种不同规格的粗中精轧轧机速度数值计算的需要，数据处理环节采用STL 语言编辑，逻辑控制按照顺序控制进行程序的编写。

图2 国产化后硬件组态

传动装置与自动化之间的通讯，要考虑到几个因素：

2.2.1 传动装置接收自动化控制系统的控制字

传动装置接收自动化控制系统发送的控制命令，例如合闸、使能、急停及速度等命令带动现场电气设备按要求运行。其中控制字的编写逻辑如图3，主给定（速度给定）图4。

图3 控制字的编写逻辑图

图4 主给定（速度给定）图

2.2.2 传动装置发送给自动化控制系统的状态字

自动化接收传动装置的各种状态，如电流、电压、温度、速度等，保证传动装置的正常运行。状态字的编写逻辑如图5。

图5 状态字的编写逻辑图

2.2.3 传动装置的参数监控

传动参数的监控与修改使用国产监控软件，见图6。

国产变频器的功能参数中，通讯，控制字，状态字，速度给定，速度反馈等基本控制参数与西门子6Se70 装置参数定义一致，使用原有的西门子传动参数下载到国产传动装置中，可以保证设备的正常运行，因此避免在设备改造过程中需要重新定义及修改自动化控制系统的中的程序，缩短改造时间。

在改造后，单机试车正常，并且在恢复生产后热负荷试车一次性成功，国产化逆变器运行时风机噪音小，发热量小、整体运行效果好。

3 结语

从投入使用的效果来看，国产化后的逆变器备件采购周期短、工艺先进，便于后期传动装置的整体的维护工作，也避免了进口备件采购价格与采购周期受制于国外。

图6 传动参数的监控与修改使用国产监控软件