TMEIC自動控制系統(tǒng)應(yīng)用分析
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論文導(dǎo)讀：在軋制傳動系統(tǒng)上采用了TMEIC的TMdrive系列這種最新的交流傳動系統(tǒng)。每1組的配電盤的尺寸為3200mm（包括自動控制盤），占地很小。
關(guān)鍵詞：TMEIC，自動控制
1.設(shè)備概要
某集團軋制生產(chǎn)線是直線布置的熱連軋設(shè)備。其中加熱爐采用側(cè)面輥道出錠方式。該軋機由立軋、粗軋、精軋等7機架構(gòu)成。在粗軋和精軋之間設(shè)有重剪和輕剪各一個，用于軋件的切頭和切尾。
精軋機組由5個機架構(gòu)成，在各個精軋機的機架間方設(shè)有張力計，用于帶材張力反饋精軋機架之間的張力控制。五個精軋機架可以根據(jù)生產(chǎn)實際需要或設(shè)備維護需要，可以選擇不投入生產(chǎn)。根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格，模型計算各個機架的穿帶運行速度，計算各個機架的軋制力和彎輥力，通過二級系統(tǒng)發(fā)送給一級進行控制。
在粗軋和精軋各個機架內(nèi)配備有乳液噴射系統(tǒng)，用于軋制過程中的工藝冷卻潤滑。每個機架內(nèi)的入口和出口都設(shè)有獨立的乳液噴射梁，噴射梁內(nèi)75組噴射電控閥門，根據(jù)帶材寬度及工藝的需要打開或關(guān)閉，對軋件進行冷卻潤滑。論文格式。精軋出口設(shè)有出口切邊剪和碎邊剪，經(jīng)過切邊碎邊后，通過夾送輥送入出口卷取機將帶材卷取成卷。
2.傳動系統(tǒng)
在軋制傳動系統(tǒng)上采用了TMEIC的TMdrive系列這種最新的交流傳動系統(tǒng)。根據(jù)驅(qū)動電機容量大小的不同來選擇最佳的電壓輸出級別的電機。
粗軋機組和精軋機組均使用同步電機驅(qū)動。其馬達的容量分別是4700kW和4100 kW。在驅(qū)動裝置上使用了3300V輸出的3級IEGT變頻器。每1組IEGT驅(qū)動裝置可以實現(xiàn)8MVA-3.3 kW的大容量輸出，它主要用于軋機的主機。每1組的配電盤的尺寸為3200mm（包括自動控制盤），占地很小。這是TMEIC的主流驅(qū)動裝置，在世界范圍內(nèi)已有眾多成功使用的優(yōu)秀業(yè)績。
立軋機組、重剪機組的驅(qū)動馬達的容量為800kw，其傳動裝置使用690V輸出的IGBT變頻器。出口卷取電機傳動采用1800V輸出IGBT變頻器。輥道電機和夾送輥等輔機設(shè)備的傳動上使用380V輸出的IGBT變頻器。精軋機組壓下電機使用TMDC直流傳動裝置，分別由獨立的系統(tǒng)進行控制。
3.控制系統(tǒng)
關(guān)于軋制生產(chǎn)線的操作室，在粗軋機架的前邊設(shè)有1個主操作室，在這個操作室對從加熱爐的出口側(cè)到粗軋輥道之間的生產(chǎn)線、包括重剪設(shè)備在內(nèi)的整個生產(chǎn)線進行操作和監(jiān)視。在電氣控制系統(tǒng)的人機接口方面，采用了IFIX數(shù)據(jù)庫的HMI系統(tǒng)，使用19英寸的液晶監(jiān)視器，創(chuàng)造了緊湊的操作環(huán)境。在主操作臺上設(shè)有緊急停止、機架速度補償?shù)劝粹o，在軋制過程中可以對軋制參數(shù)進行必要的手動干預(yù)操作。另外，在重剪操作臺里設(shè)有重剪及輥道電機等各個設(shè)備的操作按鈕，可以對各個設(shè)備進行快速干預(yù)的手動操作。
在電氣監(jiān)控室里設(shè)有與主操作室同樣的HMI設(shè)備，也可以對整個生產(chǎn)線進行監(jiān)視，實現(xiàn)了操作員和電氣維護人員之間的信息共享。
在電氣控制系統(tǒng)上，采用了TMEIC提供的V系列控制器，在局域網(wǎng)的控制中使用了TC-Net100，這種局域網(wǎng)的控制速度很高。各個PLC站和RIO站均與這個局域網(wǎng)相聯(lián)，實現(xiàn)了各個站之間的控制數(shù)據(jù)的高速傳輸（高速掃描周期為1ms）。RIO站與PLC站之間的I/O信號傳輸是通過TC-Net100實現(xiàn)的。
作為公用存儲器地址，使用PLC維護工具V-Tool對TC-Net上的信號進行統(tǒng)一管理。通過數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)也可以進行控制信息的監(jiān)視和數(shù)據(jù)收集。數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)可以進行數(shù)據(jù)的快速采樣，在試運轉(zhuǎn)調(diào)試和設(shè)備故障時用來數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)分析是非常有效的。
在精軋區(qū)設(shè)有乳液噴射設(shè)備及油氣潤滑系統(tǒng)。油氣潤滑系統(tǒng)為REBS供貨，給工作輥和支撐輥軸承座提供潤滑油氣。乳液噴射系統(tǒng)由Evertz成套提供的系統(tǒng)進行控制的，它與控制軋制生產(chǎn)線的TMEIC PLC之間以PROFIBUS-DP協(xié)議作為接口。另外，在與其它公司提供的傳動裝置之間也是以PROFIBUS-DP協(xié)議作為接口。論文格式。在粗軋機組和精軋機組的本體上預(yù)埋有大約100個溫度傳感器，針對這些溫度傳感器信號的輸入，采用了具有PROFIBUS-DP的現(xiàn)場I/O裝置，從而節(jié)省了配線。
關(guān)于二級計算機的功能，主要有軋制表數(shù)據(jù)的管理、從軋制設(shè)備到出口卷取設(shè)備為止的產(chǎn)品信息跟蹤、以及報表輸出等功能。下面介紹主要的電氣控制功能和控制效果。
�、潘俣妊a償控制
在軋機控制上實施了對軋件頭部咬入機架時速度下降而進行的補償控制，在軋件頭部咬入機架之前由PLC把補償速度發(fā)送給傳動裝置，以提高咬入的速度。由傳動裝置內(nèi)部的CPU接收到信號之后，切斷補償控制，再由PLC按照軋制的標(biāo)準(zhǔn)速度進行速度控制。在速度補償控制過程中，把速度下降量控制在0.6%以下。在各個軋機均使用了速度補償控制，實現(xiàn)改善軋件咬入特性的目的。
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在精軋機架之間使用了力矩記憶方式對軋件頭部的張力進行控制。關(guān)于電機的負載力矩由傳動裝置內(nèi)部的CPU進行計算，通過網(wǎng)絡(luò)把在傳動裝置計算出的負載力矩值，傳送到PLC。關(guān)于各個機架之間的目標(biāo)張力的設(shè)定，由操作員在HMI上進行設(shè)定，軋制頭部時的張力實際值也實時地用柱狀圖的形式在HMI上顯示出來。
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彎輥控制屬于自動壓力控制。給出設(shè)定的彎輥壓力值，通過壓力傳感器的反饋信號與設(shè)定值的比較,經(jīng)PID 控制器計算后控制伺服閥的開口,從而實現(xiàn)工作輥的正彎輥和負彎輥控制。
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粗軋機自動厚度控制（AGC），用于調(diào)節(jié)粗軋機機架出口的帶材厚度。GAUGRMETER AGC根據(jù)反饋的輥縫開口度調(diào)節(jié)出口的帶材厚度，為機架輥縫控制裝置提供修正值。粗軋機機架配有壓上液壓缸和電動壓下螺絲，SONY位置傳感器和高性能的壓力傳感器。自動控制系統(tǒng)進行軋機模數(shù)的輥縫修正，以及軋輥熱變形和磨損引起的影響提供補償。液壓缸的位置控制( HGC) 。從油缸位置傳感器獲得的位置反饋信號與給定值存在誤差時,通過PID 調(diào)解器計算,修正伺服閥的輸出,實現(xiàn)HGC 的閉環(huán)控制。
精軋機自動厚度控制(AGC) 用于調(diào)節(jié)精軋軋機機架出口的帶材厚度。精軋機絕對AGC是一個增強的GAUGRMETER AGC。GAUGRMETER AGC根據(jù)反饋的輥縫開口度把出口帶材厚度調(diào)節(jié)到精軋機設(shè)置（FSU）的“絕對”參考值。當(dāng)為機架輥縫控制裝置提供修正值時，GAUGRMETER考慮軋機模數(shù)曲線的非線性特性。利用出口X射線厚度檢測反饋，修正軋機出口帶材厚度與目標(biāo)值的出口厚度的誤差。
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通過生產(chǎn)線上的熱金屬探測器檢測帶材的位置，當(dāng)帶材進入機架后，通過軋制力的反饋檢測帶材咬入了第幾個機架。當(dāng)帶材咬入第一個機架時，軋制力反饋超過設(shè)定值，各機架主電機自動開始加速。當(dāng)帶材離開精軋第一個機架時，各個機架主電機按照系統(tǒng)設(shè)定的斜率自動減速至設(shè)定值后保持恒速運行;
�、示砣∷俣�/張力控制
根據(jù)帶材卷取張力的目標(biāo)值,在線計算卷徑、張力給定、轉(zhuǎn)矩給定、角速度、轉(zhuǎn)動慣量和機械損耗。采用間接張力控制方案,使卷取機能夠根據(jù)卷徑變化和張力計輸出值,不斷自動調(diào)整轉(zhuǎn)矩輸出,保持軋機設(shè)定要求出口所需張力。卷取機實際轉(zhuǎn)速乘以某一系數(shù)后,與速度設(shè)定值的偏差作為卷取機傳動裝置速度環(huán)的輸入。當(dāng)出現(xiàn)斷帶等張力無法建立的故障時,該速度偏差為0 ,速度環(huán)很快退出積分飽和區(qū),限制卷取機速度的增加,以快速保護設(shè)備。論文格式。
4.結(jié)束語
上述簡要介紹了TEMIC在鋁連軋設(shè)備的傳動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。TEMIC提供的是1級計算機、2級計算機的控制系統(tǒng)、主要的傳動系統(tǒng)等。目前已經(jīng)基本完成設(shè)備調(diào)試，各項技術(shù)指標(biāo)均達到了設(shè)計要求。
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