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                                                              索緯斯變頻器在1250mm不銹鋼帶連退酸洗線的應(yīng)用 

摘要：在不銹鋼帶連退酸洗過程中，對(duì)速度和張力的控制，決定了產(chǎn)品的品質(zhì)；而用戶對(duì)高品質(zhì)、高效率的需求，使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行成為必然要求。因此具有高性能、高可靠性的核心部件——變頻器，將成為高品質(zhì)不銹鋼產(chǎn)品的重要保證。森蘭變頻以其20余年的技術(shù)積淀，在此領(lǐng)域取得突破，成功應(yīng)用于1250mm不銹鋼生產(chǎn)線，開創(chuàng)了國(guó)產(chǎn)變頻器在工程型復(fù)雜控制系統(tǒng)應(yīng)用的先例，在冶金連續(xù)生產(chǎn)中對(duì)于國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口具有示范意義。

關(guān)鍵詞：酸洗；變頻器；矢量控制；轉(zhuǎn)矩控制；主從控制

Application of Senlan Inverters for 1250mm ContinuousStainless Strip Annealing and Pickling

REN Guang-fa, DU Jun-ming，LUO Li

(Hope Senlan Science and Technology HoldingCorp.,Ltd., 610207 Chengdu Sichuan)

Abstract：In the continuous stainless strip annealingpickling process, the speed and tension control, determines the quality of theproducts. It becomes an inevitable requirement that the system is stable,reliable operation to satisfy the user’s demands for high-quality and highefficiency. Therefore, with high performance, high reliability, the keycomponent - inverter, will be an important guarantee for high-quality stainlessstrip products. Senlan inverters with its more than 20 years of technicalaccumulation, a breakthrough in the field, have been successfully applied to1250mm stainless strip production line, create a domestic inverter in theapplication of complex engineering control system precedent, and demonstrate insteadof imported in the continuous metallurgy.

Keywords：Pickling; Inverter; VectorControl; Torque Control; Master-Slave Control

1、酸洗工藝過程簡(jiǎn)介

熱軋不銹鋼帶表面覆蓋著一層黑灰色氧化鐵皮，厚度在7.5-15μm，甚至到20μm，為保證成品鋼帶的表面質(zhì)量，減少后續(xù)冷軋等深加工時(shí)磨損和能耗，要去除氧化層，而利用酸與鐵的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基本原理，清除表面的油污、銹斑、氧化層、游離鐵等污垢，并進(jìn)行鈍化，處理后的表面變成均勻銀白色，耐腐蝕能力提高15-50倍，此過程即為不銹鋼帶的酸洗鈍化處理。

不銹鋼帶的連續(xù)酸洗是指在開卷、換卷或收卷、卸卷時(shí)，帶鋼連續(xù)地通過盛有酸溶液的酸洗槽而不停車，具有產(chǎn)能高、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，也有投資高，占地面積大的缺點(diǎn)，可為帶鋼冷軋機(jī)提供優(yōu)良的酸洗帶卷產(chǎn)品。連續(xù)酸洗機(jī)組一般分為入口段、工藝段和出口段，各段可單獨(dú)運(yùn)行，也可協(xié)調(diào)運(yùn)行；在確保機(jī)組安全、高效、穩(wěn)定操作運(yùn)行的同時(shí)，能夠充分滿足用戶對(duì)帶鋼連續(xù)酸洗生產(chǎn)較高的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等指標(biāo)要求。

客戶現(xiàn)場(chǎng)即為1250mm不銹鋼帶連退酸洗生產(chǎn)線，工藝流程如圖1所示，由開卷機(jī)到入口活套為入口段，從入口活套到出口活套為工藝段，后續(xù)至收卷機(jī)為出口段。整個(gè)生產(chǎn)工藝流程共有50多臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，關(guān)鍵工位為開卷機(jī)、牽引矯平機(jī)、張力輥（1#-9#張力輥均為雙電機(jī)構(gòu)成的S輥）、入口活套、出口活套、收卷機(jī)工作在閉環(huán)矢量控制，根據(jù)工藝要求工作在速度控制或者轉(zhuǎn)矩控制模式，其他如上料車、下料車、夾送輥、支撐輥、風(fēng)機(jī)、破鱗機(jī)、拋丸機(jī)等要求不高可選擇VF控制或開環(huán)矢量控制。

圖1 連續(xù)酸洗工藝示意圖

Fig.1 Constitution ofcontinuous strip annealing and pickling process

三個(gè)段的速度分別由1#、4#、9#張力輥中的一臺(tái)（主機(jī)）確定，另一臺(tái)或幾臺(tái)（從機(jī)）做轉(zhuǎn)矩跟隨，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷均衡分配。整個(gè)系統(tǒng)具有穿帶功能、雙開卷機(jī)切換、靜態(tài)建張、三段協(xié)調(diào)控制等功能，各段通過速度或轉(zhuǎn)矩控制維持靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的平衡。工藝段的速度對(duì)不銹鋼帶的酸洗品質(zhì)起決定作用，過快，酸洗深度不夠，可能成品中仍有斑跡存在；過慢，易發(fā)生過腐蝕和氫脆現(xiàn)象。而出入口活套依靠活套中的儲(chǔ)料在換卷過程中起到緩沖作用，保持工藝段速度不變或者微降。

2 、組網(wǎng)構(gòu)成及數(shù)據(jù)交互

圖2 控制系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖

Fig.2 Network connection ofcontrol system

如圖2所示，整個(gè)連退酸洗控制系統(tǒng)采用Wincc通用監(jiān)控系統(tǒng)、PLC控制技術(shù)和Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的控制方案，由PLC實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)采集功能，由Wincc組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)查詢等功能，完成對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，提高了生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)高精度、實(shí)時(shí)性好的參數(shù)測(cè)量及控制。中控室根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定酸洗工藝段運(yùn)行速度，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整入口段和出口段速度，協(xié)調(diào)運(yùn)行。

考慮實(shí)際應(yīng)用情況，選擇PLC與變頻器Profibus-DP通訊的數(shù)據(jù)類型為PPO4，即除控制字、速度給定及其應(yīng)答外，讀寫4個(gè)過程數(shù)據(jù)，其意義見表1：

表1：PLC與變頻器間的過程數(shù)據(jù)

Tab.1 Process data between PLC and inverter

控制字中包含起停控制、脈沖封鎖、緊急停車、故障復(fù)位、轉(zhuǎn)矩/速度控制切換等功能；狀態(tài)字中包含上電就緒、運(yùn)行就緒、故障、報(bào)警、當(dāng)前控制方式等反饋信息。過程字中的“位置1、2”來源于電機(jī)端的編碼器正交計(jì)數(shù)，用于收、放卷的卷徑計(jì)算，方便實(shí)現(xiàn)高精度的恒張力控制。由通訊給出的“速度給定”和“轉(zhuǎn)矩給定”哪個(gè)有效，取決于系統(tǒng)的需求，當(dāng)為速度控制時(shí)，“速度給定”有效，而“轉(zhuǎn)矩給定”則可以選擇作為速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅；相反，當(dāng)前為轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，“轉(zhuǎn)矩給定”有效，而“速度給定”可以作為速度限幅，防止生產(chǎn)線出現(xiàn)飛車。

3、變頻器的關(guān)鍵功能

SVS500系列變頻器是公司于2006年推出的通用型矢量控制產(chǎn)品，其控制性能、可靠性、接口靈活性等在此次應(yīng)用中得以充分展現(xiàn)。

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