摘 要：本文解析艾默生CT變頻器在冶金行業(yè)的規?；瘧?。根據不同的工藝要求采用不同的控制方式來(lái)滿(mǎn)足現場(chǎng)需求，體現艾默生CT變頻器有著(zhù)廣泛的應用領(lǐng)域和較強的適用性。

    關(guān)鍵詞：EV2000 TD3000 EV3000 EV3500 冶金行業(yè) 變頻器

    1 引言

　　中國是世界級的鋼鐵大國。中國連續多年的3億多噸世界第一的鋼產(chǎn)量，為改革開(kāi)放時(shí)代的國民經(jīng)濟建設作出了支柱性的巨大貢獻。進(jìn)入“十五”國民經(jīng)濟發(fā)展規劃以來(lái)，中國迎來(lái)重化工行業(yè)的優(yōu)質(zhì)高速發(fā)展時(shí)期。冶金行業(yè)做為自動(dòng)化技術(shù)與電氣動(dòng)力驅動(dòng)密集產(chǎn)業(yè)，變頻傳動(dòng)技術(shù)應用具有重要的產(chǎn)業(yè)進(jìn)步意義。

    2 80萬(wàn)噸球團生產(chǎn)線(xiàn)案例

    2.1 應用背景

　　鞍山寶得鋼鐵有限公司是以型材為主導產(chǎn)品的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。寶得鋼鐵擁有煉鐵、煉鋼、燒結、軋鋼、制氧五個(gè)分廠(chǎng),年產(chǎn)鐵、鋼各120萬(wàn)噸，鋼材60萬(wàn)噸。為適應市場(chǎng)需求擴大自身規模又新建80萬(wàn)噸/年球團生產(chǎn)線(xiàn)工程。新建的球團工程項目的主體設備采用艾默生CT變頻器作核心主驅動(dòng)系統，與西門(mén)子自動(dòng)化S7-400PLC相結合，形成完整的控制驅動(dòng)系統。

    2.2方案確定

　　項目采用DCS系統與現場(chǎng)控制兩種操控方式，在整個(gè)系統中控制方式簡(jiǎn)潔但對變頻器的矢量控制性能要求很高。在給回轉窯主電機配置變頻器的時(shí)候，與用戶(hù)溝通得到電機參數，額定功率=250KW ， 額定電流=526A，瞬時(shí)最大過(guò)載能力為180﹪?？紤]主體設備運行的重要性并且必須達到用戶(hù)的技術(shù)指標要求，最后選定EV3500-4T3150P變頻器作為回轉窯電機的主驅動(dòng)。

    2.3 工序設備簡(jiǎn)介

　　回轉窯結構簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程控制方便可靠、易損件少、運轉率高，煅燒球團的主要設備。同時(shí)也廣泛用于冶金、化工、建筑等行業(yè)。寶得80萬(wàn)噸/年球團生產(chǎn)線(xiàn)變頻器配置如表1所示。

　　表1 寶得80萬(wàn)噸/年球團生產(chǎn)線(xiàn)變頻器配置

    3 提釩工程煉鋼區案例

    3.1 應用背景

　　承鋼提釩工程煉鋼區域項目是承德鋼廠(chǎng)新建的3個(gè)煉鋼高爐，年產(chǎn)量為400萬(wàn)噸。擴大了主營(yíng)產(chǎn)品在市場(chǎng)占有量，增強自身品牌的實(shí)力。艾默生CT EV3000、EV3500變頻器大量的應用在承鋼提釩工程煉鋼區域中，為相關(guān)設備穩定運行保駕護航。

    3.2 EV3500變頻器應用

　　承鋼提釩工程煉鋼區域電氣成套項目：1-4號氧槍高壓供水泵采用艾黙生EV3500-4T4000P變頻器4臺，為煉鋼供水屬于重要設備?，F場(chǎng)操作控制方式為SM-PROFIBUS-DP總線(xiàn)方式。在以前氧槍高壓供水都采用高壓電機來(lái)實(shí)現，故本次設計采用艾黙生EV3500變頻器與低壓變頻電機配套使用。主要目的：用EV3500變頻器與變頻電機配套使用替代高壓電機（因為高壓電機驅動(dòng)氧槍高壓供水泵控制水壓和揚程準確度不高）。

　?。?）現場(chǎng)配置。變頻器EV3500-4T4000P驅動(dòng)355kW變頻電機4臺。輔助傳動(dòng)是西門(mén)子S7-400PLC并配置1臺ET200遠程I/O子站實(shí)現。系統配置為3用1備，采用SM-PROFIBUS-DP總線(xiàn)方式控制，無(wú)論機旁還是自動(dòng)都經(jīng)過(guò)上位機進(jìn)行控制，操作方便簡(jiǎn)單。

　?。?）變頻器總線(xiàn)通訊控制方式設計。采用SM-PROFIBUS-DP通訊控制，實(shí)現無(wú)人看守操作，控制線(xiàn)路維護簡(jiǎn)單方便，故障率和故障點(diǎn)低，通過(guò)DP電纜滿(mǎn)足對EV3500變頻器的起?？刂?，變頻器運行狀態(tài)的反饋，遠程故障復位等其它要求，并且充分利用EV3500通訊上的強大優(yōu)勢。針對控制方式的要求，對變頻器柜進(jìn)行如下設計：每臺EV3500-4T4000P變頻器由1個(gè)主模塊控制3個(gè)SPMA1402 110/132kW 從模塊。選配1個(gè)PROFIBUS總線(xiàn)接口模塊。本系統采用的是siemens公司的S7系列PLC與艾默生CT EV3500變頻器通訊，并提供相應的CTSP0672.GSD文件配置在上位機的應用程序中和sm_profibus_dp_user_guide.pdf文件，做為指令解析的對照表，與PROFIBUS總線(xiàn)接口模塊之間進(jìn)行通訊連接，通過(guò)上位機“控制字”的發(fā)送和對變頻器“狀態(tài)字”的讀取來(lái)進(jìn)行控制。

　　艾默生CT變頻器在承鋼提釩工程煉鋼區域電氣成套項目大量的應用，體現了艾默生CT變頻器從小功率單元到大功率模塊式驅動(dòng)的完備性，應用在冶金行業(yè)的各個(gè)環(huán)節上，艾默生CT變頻器EV2000的其它應用如表2所示。

　　表2 EV2000在轉爐本體、鐵水倒灌站、散裝上料中部分變頻器配置表

    4 TD3300張力專(zhuān)用變頻器收放卷控制系統

    4.1 應用背景

　　外商獨資在建項目天津華璟金屬材料有限公司計劃投入8條連續式鍍鋅線(xiàn)，生產(chǎn)銷(xiāo)售鍍鋅帶鋼及其它相關(guān)產(chǎn)品，成為全球最大鍍鋅窄帶鋼生產(chǎn)基地。天津華璟酸洗線(xiàn)成套項目的熱軋板寬度為850mm,厚度2.75-5mm。系統對張力要求較高，采用TD3300張力專(zhuān)用變頻器與EV3000矢量型變頻器配合使用，在卷曲過(guò)程中獲得恒定平穩的張力。這是艾默生CT變頻器首次應用于大型熱軋板卷曲張力開(kāi)環(huán)系統中?，F場(chǎng)操作控制方式為SM-PROFIBUS-DP總線(xiàn)方式，采用旋轉編碼器作為變頻器的反饋準確計算卷徑。采用總線(xiàn)控制方案，既提高控制系統的精度，又增強系統穩定性。

    4.2 方案設計

　?。?）張力系統方案分析

    采用速度差建立張力系統（速度建張）的普通變頻器雖然可以滿(mǎn)足控制，但是張力值不準確，在實(shí)際工藝中驅動(dòng)板材運行的張力輥和卷曲軸都是主動(dòng)輥，對速度匹配要求極高，當速度出現偏差就會(huì )使板材出現褶皺或偏中，板材卷曲會(huì )出現松緊不一致，精度控制不穩。

    采用張力計檢測系統張力，系統控制精度高，工藝全過(guò)程要求張力閉環(huán)控制，成本造價(jià)高，工藝繁瑣，因此不被采用。

    零速建張力系統，在開(kāi)始卷曲的同時(shí)建立起張力系統，有足夠大的張力使板材之間繃緊，卷起板材全過(guò)程恒張力運行，通過(guò)SM-PROFIBUS-DP總線(xiàn)方式控制把張力輥AO1的線(xiàn)速度輸出作為卷取機TD3300變頻器的線(xiàn)速度輸入。張力恒定速度匹配精準受到客戶(hù)的高度認同，實(shí)現無(wú)人看守操作，控制線(xiàn)路維護簡(jiǎn)單方便。

　?。?）酸洗線(xiàn)系統配置。艾黙生TD3300-4T1320G張力控制專(zhuān)用變頻器與EV3000-4T0550G矢量控制變頻器相匹配組成張力開(kāi)環(huán)系統，TD3300用作系統開(kāi)卷機和收卷機的驅動(dòng)電機，EV3000作為系統主牽引部分。卷曲機和開(kāi)卷機為變頻電機并加裝旋轉編碼器。輔助傳動(dòng)由西門(mén)子S7-400PLC并配置ET200遠程I/O子站實(shí)現。SM-PROFIBUS-DP總線(xiàn)與艾默生CT總線(xiàn)適配器TDS-PA01通訊對變頻器進(jìn)行控制，操作方便控制精準。酸洗線(xiàn)系統配置如表3所示。

　　表3 酸洗線(xiàn)變頻器及相對應的電機配置

　?。?）酸洗線(xiàn)工藝流程。酸洗線(xiàn)工藝流程描述：開(kāi)卷機——五輥矯直——頭部活套——拉料滾——酸洗槽——水洗槽——烘干——尾部活套——2輥張力滾——收卷機。酸洗線(xiàn)工藝流程如圖1、圖2 所示。

圖1 開(kāi)卷機及頭部活套工藝流程



圖2 酸洗及卷曲機工藝流程

    5 結束語(yǔ)

　　艾默生CT大功率變頻器在冶金行業(yè)的其它規?；瘧冒ê幽衔桕?yáng)鋼廠(chǎng)帶式輸送機和大功率渣漿泵變頻驅動(dòng)，系統應用艾默生CT EV2000變頻器27臺套;海城后英集團大屯鋼廠(chǎng)SPM工程機應用于白灰窯助燃風(fēng)機。鞍山海城鎂礦應用鎂礦回轉窯、引風(fēng)機、助燃風(fēng)機等不同負載共計25臺EV2000變頻器。

　　艾默生CT變頻器在鞍鋼集團公司的應用，充分的滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝和機械設備的要求，顯示變頻器優(yōu)越的性能和極高的可靠性，得到用戶(hù)的好評與贊譽(yù)。豐富的規?；咐龖皿w現了艾默生CT變頻器從小功率單元到大功率模塊式驅動(dòng)技術(shù)的成熟，展示出大型驅動(dòng)技術(shù)供應商的大規模工業(yè)解決方案的品牌集成優(yōu)勢。