驱动系统对冷轧圆盘剪改造的影响范文

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《四川冶金杂志》2015年第一期

1圆盘剪改造后要求达到的工艺要求

1．1切边原板技术参数带钢厚度：0．25mm～1．2mm带钢宽度：650mm～1250mm

1．2切边后带钢参数成品宽度：660mm～1120mm

1．3园盘剪工艺要求机组运行速度：Vmax＝150m／min机组穿带速度：24m／min园盘剪开口度：600mm～1300mm

1．4剪切工艺精度园盘剪侧间隙调整精度≤±0．01mm园盘剪重合度调整精度≤0．05mm开口度调整精度≤0．1mm单边剪切废边宽度：3mm～5mm

2工艺对圆盘剪电气控制的要求

（1）左右刀盘主传动采用变频器控制交流电机分别传动。（2）开口度调整机构采用电机驱动，通过丝杠调节。根据工艺参数自动调节，精度可以满足单边误差不大于0．1mm。工艺参数输入及调节参数在现场操作台HMI画面显示。（3）刀盘侧隙调整机构采用电机驱动通过螺旋副驱动斜楔滑块上下移动，推动上主轴产生微量的轴向位移，以满足不同的刃间侧隙要求。根据侧隙工艺参数自动调节，调整精度可达到±0．01mm。工艺参数输入及调节参数在HMI画面显示。（4）刀盘重合度调整机构驱动一对蜗杆蜗轮副和齿轮副，带动上下偏心套旋转，改变偏心距以达到不同的剪切重合度要求。根据重合度工艺参数自动调节，调整精度可达到0．05mm。工艺参数输入及调节参数在HMI画面显示。

3根据圆盘剪的工艺控制要求对电控系统进行了如下配置

3．1圆盘剪电控系统配置概况整个圆盘剪控制系统采用1套SIE－MENSES7－300实现全部控制任务，左右刀盘主传动采用2套变频器控制，变频器采用SIEMENSMM440驱动。为了实现高精度定位要求，开口度调节，左右刀盘侧隙调节及刀盘重叠量的调节采用SINAMICSS120驱动系统，工艺调节参数输入和状态显示采用HMI（MP277）方式。S7－300，SINAMICSS120系统，MM440及HMI之间通过PRO－FIBUS－DP总线控制。圆盘剪S7－300控制系统组态网络结构如图1所示。

3．2SINAMICSS120驱动系统配置情况圆盘剪的开口度及刀盘侧隙和重叠量控制是本次圆盘剪改造关注的控制重点。根据高精度的控制要求我们选择了SINAMICSS120驱动系统，利用S120的伺服控制功能实现高精度的定位控制。SINAMICSS120驱动控制系统是西门子公司最新推出的集V／F，矢量控制及伺服控制于一体的多轴驱动控制系统。具有模块化的设计，各模块间通过高速驱动接口DRIVE＿CLIQ相互连接。SINAMICSS120驱动系统的主要组成及配置控制模块2块；电源模块1块；电机模块3块；直流＋24V电源模块：用于系统的控制部分供电。SINAMICSS120伺服驱动系统的配置图如图2。

3．3SINAMICSS120作为基本定位控制的工作模式S120驱动系统的基本定位模式功能有以下5种方式：（1）基本定位—点动（Jog）：用于手动方式移动轴，通过按钮使轴移动至目标位；（2）基本定位—回零（Homing／Refer－ence）：用于定义轴的参考点或运行中回零；（3）基本定位—限位模式（Limit）：用于限制轴的速度及位置；（4）基本定位—程序步模式（TraversingBlocks）：可以自动执行一个完整的程序；（5）基本定位—手动数据输入（MDI）：目标位置及运行速度可由PLC或上位机控制。根据圆盘剪工艺控制的要求我们首先进行的硬件配置是激活基本定位功能，根据侧间隙及重叠量不同的调整阶段，选择是根据位置的零点标定还是不同的厚度规格进行间隙调节。配置有关的模式控制参数实现自动定位功能。

3．4S7－300与SINAMICSS120的通讯为了确保通信正常，在硬件组态时要完成S7－300与SINAMICSS120的站地址及网络参数的数据一致性设置。程序编写上借助系统功能块SFC14／SFC15进行周期性数据通讯，本项目中我们只使用周期数据。S120系统提供3种报文结构：（1）标准报文，该报文满足Profidrive规范，使用该报文结构时内部过程参数自动链接；（2）Siemense报文，针对不同的应用选用不同的报文结构；（3）自由报文，这个报文要求使用者对驱动器的相关参数进行手动链接，但是为使用者提高了灵活性和开放性。基于本系统的应用我们选择了Siemense报文下的用于基本定位的Siemense110报文结构。

4电控系统的组态调试

S120驱动系统的硬件组态及调试主要通过西门子的STARTER工具软件完成。STARTER软件可以实现以下功能：硬件的组态和硬件识别（带有DRIVE＿CLIQ接口）；驱动参数的设置；动态特性的调试；故障诊断；程序的下装及上装。通过STARTER软件完成电控控制系统的组态和调试还是比较方便。可以通过在线联机后的Commissioning〉ControlPanel功能界面完成单机调试及通过Trace／Fun－tionGenerator功能界面完成电机的动态特性优化调试。

5圆盘剪改造后的效果

通过对圆盘剪改造，在圆盘剪调试结束投入运行后，根据改造前的工艺设计要求进行检测。对圆盘剪的开口度自动调节，左右刀盘的侧隙自动调节和左右刀盘的重叠量自动调节精度值进行实际测量达到工艺要求，HMI控制画面的参数设定及位置反馈显示准确。刀片运行状况良好，没有出现刀片异常磨损现象。特别是圆盘剪的重叠量及侧间隙调整定位精度高，设备运行稳定性高。提高了产品的切边质量，减轻了生产人员的劳动强度，实现了改造目标。

作者：唐林清单位：攀枝花钢钒有限公司冷轧厂