【正文】 式，特點是可以充分利用柜內(nèi)的空間，缺點是捆扎工作量大，維護(hù)困難。體積大、重量重的元件布置在柜的下部，小而輕的元件布置在柜內(nèi)中上方。 柜內(nèi)設(shè)計 柜內(nèi)設(shè)計包括安裝面的確定，元器件的安裝布置、走線及出現(xiàn)、出現(xiàn)端子、接地等一些輔助設(shè)計。由此總結(jié)計算公式為 : 為了驗證計算公式①的正確性，用 6RA70的控制板件通過接口電路與 2021A, 660V的大功率柜構(gòu)成變流裝置，進(jìn)行了一系列的高電壓大電流實驗，實驗數(shù)據(jù)如下 : 6RA70負(fù)載電阻 R75, R76為 552,整流柜交流互感器為 2021A/0. IA, 整流柜直流側(cè)接 90電阻負(fù)載，實驗數(shù)據(jù)如表 32: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 3 電氣傳動控制柜的設(shè)計 電氣傳動控制柜的設(shè)計是電氣傳動領(lǐng)域中一個極其重要的環(huán)節(jié)，它不僅是電氣性能得以實現(xiàn)的重要保證，而且還是機(jī)電相互依靠、相互制約的設(shè)備。在起動時 ,若發(fā)生電動機(jī)加速過快 ,可以將斜坡函數(shù)發(fā)生器積分時間增大 (不要從速度調(diào)節(jié)器及以后單元增大積分時間 ,這樣容易造成給定值與反饋值處理時間延遲過長 ,系統(tǒng)調(diào)節(jié)變慢 ,引起故障 ),進(jìn)而獲得平穩(wěn)的起動或加速電流。模擬測速機(jī)反饋輸入端子 103和 104,輸入電壓范圍 8～ 270Ｖ。 銘牌上規(guī)定的額定直流電流 (連續(xù)直流電流 )，在負(fù)載等級 I，可以過載到 180%，過載允許的持續(xù)時間由各個整流器而定。 PMU 還具有根據(jù) RS232或 RS485 標(biāo)準(zhǔn)同 USS 接口的連接器 X300。APC 運行過程是當(dāng)輥縫偏差很大時，輸出一個最大值 VMAX，當(dāng)輥縫偏差到達(dá)設(shè)定的 S 拐點時，輸出按設(shè)定斜率減小，直到減小到最小輸出量 VMIN，即按 VMIN 的設(shè)定量輸出，進(jìn)人死區(qū)后，輸出為 0，近似模擬 V/S 曲線見 圖 3. 圖 3 APC V/S曲線圖 2． 4． 2活套布置工藝 帶鋼在精軋機(jī)組進(jìn)行連軋時，通過活套裝置的緩沖作用，保持恒定的微張力、微活套量控制。輥道的控制，主要是在適當(dāng)?shù)臅r刻對某個輥道輸出合理的輥道速度，根據(jù)工藝要求，為保證鋼材平穩(wěn)地咬人，各段輥道速度要與此輥道相關(guān)的軋機(jī)速度同步。精軋機(jī)控制的關(guān)鍵是軋機(jī)的速度控制和輥縫電動壓下位置控制。弱磁的優(yōu)化運行可得到電動機(jī)的磁化曲 線。 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 2 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 該裝置的主要特點如下 : (1)用脈沖編碼器反饋時 ,調(diào)節(jié)器精度達(dá)到 n=%(數(shù)字給定 )。 2. 輸入電壓分為五個等級 : 400V/460V/575V/690V/830V (460V 裝置暫不供貨 )。 16 位 (有的已采用 32 位 )微處理器承擔(dān)電樞和勵磁回路所有的調(diào)節(jié)和傳動控制功能 ,調(diào)節(jié)功能在軟件中通過參數(shù)構(gòu)成的程序塊實現(xiàn) 。 Ⅱ階段（ t1~t2）：恒流升速階段； ASR 始終飽和，系統(tǒng)加速度恒定。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和： ASR 達(dá)到限幅值 Uim*，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不在產(chǎn)生影響。 2. 直流電機(jī)調(diào)速方案 直流電機(jī)電樞回路的電壓平衡方程為 U=E+IaR 電樞反電勢為 E = KeΦn 由上式可見，直流電動機(jī)的調(diào)速方案可有以下三種。 圖 1 帶鋼熱連軋計算機(jī)系統(tǒng)的功能 速度、電流 雙閉環(huán)直流調(diào)速裝置 帶鋼熱連軋計算機(jī)集散控制系統(tǒng)中所采用的電器傳動 的原理是基于雙閉環(huán)直流調(diào)速裝置的，直流電動機(jī)具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在鋼鐵工業(yè)的電力拖動調(diào)速中起到了很好的作用。 在鋼鐵工業(yè)中，熱帶鋼連軋機(jī)的計算機(jī)控制范圍最廣、功能最齊全、全線自動化程 度最高。 3： CRT 操作站 集散系統(tǒng)的人機(jī)接口裝置，一般配有微機(jī)、高分辨率彩色 CRT、操作者和工程師鍵盤、打印機(jī)和外存裝置等部件。 1． 3． 2集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 集散控制系統(tǒng)的品種雖然很多，它們的基本結(jié)構(gòu)是相似的，包括上位管理計算機(jī)、 CRT顯示操作站、高速數(shù)據(jù)通路、過程控制單元以及數(shù)據(jù)采集裝置等五個部分，如圖（ 1）所示。對于一般鋼種來說，最重要的是保證終軋溫度及卷取溫度。 帶鋼熱連軋生產(chǎn)線包括：板坯庫、加熱爐區(qū)、粗軋區(qū)、粗精軋之間的中間輥道及飛剪、精軋區(qū)、熱輸出輥道及冷卻裝置、卷取區(qū)、運輸鏈。 國內(nèi)外帶鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀 目前我國已成為世界第一產(chǎn)鋼大國，但在鋼材產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)含量上與發(fā)達(dá)國家相比，還有較大差距。必須從精軋區(qū)入手，精 軋機(jī)主要控制功能包括軋機(jī)主傳動速度控制、輥道輔傳 動單動及跟隨軋機(jī)主傳動聯(lián)動速度控制、輥縫電動壓下控制 (APC)、 精軋區(qū)正常停車與緊急停車控制 、 精軋生產(chǎn)過程的監(jiān)控 、 精軋生產(chǎn)參數(shù)設(shè)定等。帶鋼在精軋機(jī)組進(jìn)行連軋時，活套裝置起緩沖作用，保持恒定的微張力、微活套量控制。進(jìn)入新世紀(jì)后 ,這些新技術(shù)將會逐步得到推廣應(yīng)用 ,由于目前在世界范圍內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量已供東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 大于求 ,我國鋼材生產(chǎn)也 已經(jīng)從追求產(chǎn)量規(guī)模向品種質(zhì)量效益方面轉(zhuǎn)變 ,雖然不能排除個別新建生產(chǎn)線出現(xiàn)的可能性 ,但是總體上的趨勢是以改造原有生產(chǎn)線為主 ,用高新技術(shù)武裝傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) ,依托科技努力拼搏力爭把國鋼鐵工業(yè)推向一個新的高度。 1． 2． 2帶鋼產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo) 熱軋帶鋼厚度和寬度尺寸精度，一直是帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量的主要指標(biāo) ，厚度和寬度控制實際上分為帶鋼頭部的厚度、寬度精度、（主要決定于粗軋立輥和精軋平輥設(shè)定模型精度）和帶鋼全長的厚度、寬度精度（主要依靠自動厚度控制 AGC和自動寬度控制 AWC分別來實現(xiàn)）。 帶鋼的板形分類 1）：理想板形 理想板形是平坦的，內(nèi)應(yīng)力沿帶鋼寬度向上均勻分布； 2）：潛在板形 帶鋼表面上是平直的，帶鋼內(nèi)應(yīng)力沿帶鋼寬度方向上不均勻分布，但其內(nèi)部應(yīng)力足以抵制帶鋼平直度的改變，當(dāng)內(nèi)應(yīng)力釋放后，帶鋼板形就會發(fā)生不規(guī)則的改變； 3）：表觀板形 帶鋼內(nèi)應(yīng)力沿寬度方向上不均勻分布，同時，其內(nèi)部應(yīng)力不足以抵制帶鋼平直度的改變，導(dǎo)致局部區(qū)域發(fā)生了翹曲變形。為了能適應(yīng)不同類型的過程變量和工藝條件，要求采集系統(tǒng)容量大、采樣速率高。 4：管理計算機(jī) 集散系統(tǒng)的主計算機(jī)，又稱上位機(jī)。第二級為生產(chǎn)控制級計算機(jī)系統(tǒng)，用于建立數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃和調(diào)節(jié)，完成板坯庫入口到加熱爐入口，從卷取機(jī)出口到精整線為止的材料跟蹤，知道材料所在地點。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里邊叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊稱作外環(huán)，這就是轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。它和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，在同一空載轉(zhuǎn)速下，特性越硬則靜差率越小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度就越高。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 Idm 時，對應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)器的飽和輸出 Uim*，這時，電流調(diào)節(jié)器起主要的調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動保護(hù)。數(shù)字式直流調(diào)速裝置具有很高的精度、優(yōu)良的控制性能和強(qiáng)大的抗干擾能力 ,在國內(nèi)外已得到廣泛應(yīng)用。 、監(jiān)控報警、故障診斷以及自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等功能 。 4. 所有工藝板，通訊板及 OP1S 操作面板都可與新一代的 SIMOVERT MASTERDRIVES 矢量控制交流調(diào)速產(chǎn)品通用。內(nèi)置微處理器 ,主要完成 :①電樞回路、磁場回路的開環(huán)及觸發(fā)脈沖的控制。 2． 3． 3 6RA70全數(shù)字直流調(diào)速裝置基本結(jié)構(gòu)原理 6RA70 系列變流器為全數(shù)字緊湊型整流器，輸入為三相電源，可為變速直流驅(qū)動提供電樞和勵磁供電，額定電流從 15A 至 2 臺高效能的微處理器 (C163 和 C167)完成電樞和 勵磁回路所有的調(diào)節(jié)和傳動控制功能。在軋制偶數(shù)道次時，軋機(jī)首先以等待速度運行，當(dāng)鋼坯到達(dá)出口推床后加速到咬鋼速度，軋機(jī)咬鋼后加速到軋制速度，拋鋼前減速到拋鋼速度，當(dāng)軋機(jī)拋鋼后減速到零。由于軋件在輥道上會發(fā)生打滑現(xiàn)象，所以在計算輥道的設(shè)定速度時還應(yīng)考慮超前或滯后率。在實際軋制過程中，軋機(jī)按照規(guī)定的速度匹配關(guān)系，軋制不同規(guī)格的帶鋼。如果有一個獨立的 5V 電源可以使用，則電纜可長至 50 米。工作在擴(kuò)大的頻率范圍23Hz~110Hz 需詢問。由于對實際輸出電源電壓和輸出功率的不確定性 ,此系列裝置無輸出速斷保護(hù) ,使用時需根據(jù)實際輸出電壓和功率選擇合適的直流快速開關(guān)或快速熔斷器作輸出速斷保護(hù)。 2）：直流側(cè)電壓檢測 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 直流電壓信號 1Cl,1Dl是 通過觸發(fā)端子 X15:2,X25:2引到主控板的，就是從正組橋晶閘管 V5和反組橋晶閘管 V5的陰極引到主控板 A7001上，電路圖如圖 32所示 :直流電壓的檢測作為直流輸出、過壓保護(hù)，還可以作為反電勢閉環(huán)控制方式的電勢反饋信號。首先是柜體設(shè)計，即電控柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計，它包括尺寸系列的確定、骨架的剛度、強(qiáng)度設(shè)計、柜的外觀造型、色彩及人機(jī)工程學(xué)學(xué)理論應(yīng)用等方面內(nèi)容。 （ 2）元器件的布置與安裝 控制柜的元件有主回路元件與控制元件之分，安裝位置又有柜內(nèi)與柜門上的區(qū)別。主回路元件一般電流大，使用導(dǎo)線粗，因此設(shè)計時應(yīng)考慮走線最短。出現(xiàn)設(shè)計應(yīng)使動力線與控制線分開走行，以減少強(qiáng)電弱電之間的干擾。直流電機(jī)傳動系統(tǒng)與 PLC S7300通過 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)連接。其強(qiáng)大的驅(qū)動程序接口、快速圖形更新和安全歸檔功能具有很高的可用性，結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲方式保證了無論是組態(tài)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和運行過程的數(shù)據(jù)都可準(zhǔn)確無誤地讀取。 功能塊 (FB)：有相連存儲器區(qū)的邏輯塊。 WinCC 是基于 32 位操作系統(tǒng) MS Windows95/ 98 或 Windows xp的面向?qū)ο蟮?32 位應(yīng)用軟件 ,它提供了基于全面開放式接口的解決方案 ,具有標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口 ,通過標(biāo)準(zhǔn)接口 ODBC 和 SQL 能夠訪問 WinCC 所集成的過程數(shù)據(jù) ,還可以通過腳本語言直接采 用 Windows 提供的強(qiáng)大的 Win32 API 的全部優(yōu)勢。然后開始對 S7300硬件組態(tài)，即對 S7300的機(jī)架底板，電源， CPU，信號模件等按其實際配置和物理地址進(jìn)行組態(tài)。 5 結(jié) 論 本文介紹了帶鋼熱連軋精軋機(jī)組計算機(jī)集散控制系統(tǒng)的生產(chǎn)過程。最后 討論了 電氣傳動部分 ，它 包括 SIMOREG 6RA70全數(shù)字直流調(diào)速裝置和直流電動機(jī)等，完成直流電動機(jī)的速度控制及 轉(zhuǎn)矩控制 。保證軋制過程的正常進(jìn)行，必須使得單位時間內(nèi)通過各機(jī)架的金屬流量相等，即各機(jī)架上軋件的橫截面積與金屬流動速度的乘積相等。 S7300與上位機(jī)組態(tài)軟件 WINCC之間的通信 本次設(shè)計中用組態(tài)軟件實現(xiàn) PLC與上 位機(jī)的通信，因為 WINCC提供了不同設(shè)備的通信驅(qū)動程序，所以我們不必熟悉 PLC網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，下面介紹 S7300與 WINCC通信的實現(xiàn)方法： 1 首先啟動 WINCC，建立一個新的 WINCC項目，然后在標(biāo)簽管理中選擇添加 PLC驅(qū)動程序，而且要設(shè)置節(jié)電名， MPI地址等參數(shù)，而且 MPI地址必須與 PLC中設(shè)置相同 2 在組態(tài)完的 S7300下設(shè)置標(biāo)簽，每個標(biāo)簽有三個設(shè)置項，即標(biāo)簽名，數(shù)據(jù)類型，地址，其中最重要的是標(biāo)簽地址，它定義了此標(biāo)簽與 S7300中某一確定地址如某一輸入位，輸出位或中間位等一一對應(yīng)關(guān)系。在國際上絕大多數(shù)公司都提供基于該總線的產(chǎn)品，而且可以將這些不同廠家的產(chǎn)品連在一根總線上。 STEP7提供存儲程序和數(shù)據(jù)的不同類型塊。 SETP7有三種編程方法：線性編程，分部式編程，結(jié)構(gòu)化編程。直流傳動系統(tǒng) 6RA70與 PLC S7300通過 PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)連接。照明一般采用熒光燈，安裝在柜內(nèi)前上部。穿板走線是導(dǎo)線從元件出來經(jīng)穿板分布在安裝板背后，特點是施工方便，但走線亂而且維護(hù)困難。 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 ② 柜內(nèi)元件布置與安裝 柜內(nèi)元件的布置與安裝一般遵循下列原則：電源進(jìn)線開 關(guān)、大功率發(fā)熱元件、不需經(jīng)常操作和維護(hù)的元件裝與柜的上部。如果柜選得過大，柜內(nèi)空間得不到充分利用，將造成不必要的浪費，同時也增加了柜子的占地積，因此這一步工序要認(rèn)真仔細(xì)。由實驗數(shù)據(jù)分析可知，裝置額定電流對應(yīng)負(fù)載電阻 R75, R76的交流電壓為 0. 380V，裝置電流互感器為 1200A/IA ，負(fù)載電阻為 10。在初始升速時 ,以最大電流起動。 12和 13是實際電動機(jī)電樞電流 ,引至整流柜面板電流表； 14和 15是實際電動機(jī)電樞電壓 ,輸出 0～ 25ｍＶ ,作現(xiàn)場監(jiān)視用。 2． 5． 2工作方式 所有的開環(huán)和閉環(huán)驅(qū)動控制及通訊功能由兩臺 功能強(qiáng)大的微處理器實現(xiàn)，驅(qū)動控制功能可以通過參數(shù)，將軟件所提供的程序塊“連接”來實現(xiàn)。所有 SIMOREG DC 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 MASTER 裝置均配備一個安裝在整流器門上的簡易操作面板 PMU，面板由一個 5 位， 7 段顯示，作為狀態(tài)顯示三個 LED 和三個參數(shù)設(shè)置鍵組成。S 拐點由人為設(shè)定，當(dāng)輥縫接近目標(biāo)值時，需要將電機(jī)速度給定值減小，以便準(zhǔn)確定位，這個人為設(shè)定的輥縫偏差點即為拐點。 VCj — 第 j道次拋鋼速度 軋機(jī)各個道次速度設(shè)定值 (包括咬鋼速度、軋制速度、拋鋼速度 )不同，前后輥道速度隨軋機(jī)的速度變化而變化?；钐卓刂圃韴D如圖 1）所示： 圖 1） 活套控制原理圖 精軋機(jī)主要控制功能包括軋機(jī)主傳動速度控制 (自動加減速、正反轉(zhuǎn)、自動減速停機(jī)等 )、輥道輔傳動單動及跟隨軋機(jī)主傳動聯(lián)動速度控制、輥縫電動壓下控制 (APC)、等。 (3)電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器 ,通過自動優(yōu)化得到調(diào)節(jié)器的相關(guān) P、 I 參數(shù)。高性能