七辊棒材矫直机直流电机电流不平衡解决方法

摘要 棒材矫直机上、下矫直辊主传动的直流电机电流不平衡，增加直流电机电流平衡控制环节，解决电流不平衡问题。

关键词 电流不平衡；电枢电流差值；附加速度给定

中图分类号TM33 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）87-0154-02

0 引言

杭钢集团中型轧钢厂Ф50～130mm七辊圆钢矫直机主要用于提高棒材的整体直线度，改善棒材的原始交货状态，提高棒材的成材率。可用于Φ50～130mm棒材的冷矫和温矫。矫直机在带棒矫直时，带动上、下矫直辊主传动的二台直流电机电流存在不平衡问题，严重时一台直流电机超额定电流运行，另一台直流电机运行电流且很小。

1 原因分析

矫直机上、下矫直辊主传动采用两台直流电机传动，选用两台西门子全数字直流调速装置分别对两台直流电机进行调速控制。矫直机空载运行时，上、下矫直辊不联结，两台直流电机转速、运行电流基本一致。在带棒矫直运行时，由于矫直机上、下矫直辊辊角不一致，矫直辊磨损程度不同等情况，产生上、下矫直辊线速度不同步，造成所谓的“拖机现象”。即产生一台直流电机运行电流大，另一台直流电机运行电流小。

2 解决方案

设想在原有传动控制系统的基础上增加直流电机电流平衡控制环节。以驱动下矫直辊直流电机为主，取出上、下辊直流电机电枢电流，下辊直流电机电枢电流与上辊直流电机电枢电流的差值，作为上辊直流电机附加速度给定，使上辊直流电机的速度给定为主给定与附加给定之和。当下辊电流大，则增加上辊的转速；当下辊电流小时，则减小上辊的速度。通过不断转速调节，使上、下辊线速度基本一致，从而使上、下辊直流电机电枢电流达到基本一致。

3 方案实施

1）中轧厂Ф50～130mm七辊圆钢矫直机传动控制系统结构及配置见图一。系统主站由GE S90-30 PLC组成，GE VersaMax I/O远程站1（液压站）、GE VersaMax I/O远程站2（辅助设备）、装置1、装置2为从站。主站与从站通过PROFIBUS-DP现场总线连接；

2）PROFIBUS-DP （Distributed Peripherals） 现场总线是一个既简单，又便宜并且有较高传送速度（照RS485标准）的设备。主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。传送速度可在9.6kbaud～12Mbaud 范围内选择；

3）采用PROFIBUS-DP现场总线方式，可节省大量电缆，提高了系统的可靠性，并且可使现场进行系统调整或功能扩展时具有较高的灵活性；

4）现有的系统配置不需添加任何硬件和配线，只需对主站PLC程序进行修改和装置1（上辊）、装置2（下辊）相关参数号进行设置，即可实现电流平衡控制；

5）主站PLC程序中的变量AI0400～AI0405、AI0500～AI0505分别是读装置1和装置2对应于参数号U734，变址1～6设置的连接器号的数据。主站PLC程序中的变量AQ0400～AQ0405、AQ0500～AQ0505分别是写入装置1、装置2连接器号K3001～K3006的数据。通过这些变量的数据对装置进行读、写操作，可对装置的运行状态进行控制和监视；

6）速度主给定设置：速度主给定由变量AQ0401、AQ0501提供，直接写入装置连接号K3002。装置参数号P433是速度主给定设置，因此设置P433.1=K3002；

7）直流电机电枢电流绝对值：K0116是装置直流电机电枢电流绝对值默认连接器。设置装置1、装置2参数号U734.2=K116，由主程序变量AI0401、AI0501读入。设置装置1、装置2参数号U734.3=K166（速度绝对值），由主程序变量AI0402、AI0502读入；

8）附加速度给定：对装置1进行附加速度给定设置。主程序变量AQ0402为附加速度给定数据源，直接写入装置连接器号K3003。参数号P645为附加速度给定设置，设P645=K3003。设置装置1附加速度给定系数参数号P321=20%；

9）主站PLC程序：主站PLC程序添加的部分见图2。转速100转/分时对上辊传动直流电机转速进行补偿。补偿时上辊直流电机速度给定值为：

速度给定值=AQ0401+（AQ0502-AQ402）×0.2。

矫直机在运行过程中传动装置1（上辊）速度给定值，随二台直流电机电枢电流绝对值的差值大小而改变，即改变上辊直流电机的转速。

4 结论

Ф50～130mm七辊圆钢矫直机传动控制系统增加直流电机电流平衡控制环节后，二台直流电机电枢电流从相差150A左右减小到20A以下。设备运行至今，状态稳定。

参考文献

[1]西门子电气传动有限公司.6RA70系列全数字调速装置使用说明书.天津：西门子电气传动有限公司，2011，9.

[2]GE FANUC.CIMPLICITY ME编程软件快速入门.GE FANUC，2003.