【正文】 。感謝學院里其它的一些同學在設(shè)計中提供大量的支持和幫助。在此，對老師在工作和生活中給予的指導和關(guān)心致以最真誠的謝意。另外，高老師經(jīng)常給我講解不懂的地方，教我怎么入手，給了我許多有利的資料，使我能盡快的完成論文。重慶科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計 參考文獻 參考文獻[1] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[2] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2007[3] 西門子有限公司自動化與驅(qū)動集團. 深入淺出西門子S7300PLC[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004[4] 西門子有限公司自動化與驅(qū)動集團. 深入淺出西門子WinCC V6[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004[5] [M].西安：西安電子科技大學出版社，2004[6] 崔堅，(上冊)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[7] 崔堅，李佳，(下冊)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[8] [M].北京：中國電力出版社，2006:3364[9] [M].北京：中國電力出版社，2008：128131[10] 孟曉芳，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008：143168[11] 王欣,[J].控制工程，2008[12] 吳德強，[J].新鋼技術(shù)論文,2006(1)：6568[13] 孫一康,童朝南,[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2006[14] [J].建材與裝飾,2007(9):217219[15] 鄭神白，史東日，[M].北京：化學工業(yè)出版社,2009:13重慶科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計 致 謝 致 謝本論文是在重慶科技學院高國芳老師的指導下完成的。由于設(shè)計時間短和相關(guān)條件的限制，遺憾的是沒能嘗試四輥可逆冷軋機的軟件設(shè)計系統(tǒng)，只設(shè)計并完成了其硬件設(shè)計部分，沒能組成一個完整的控制系統(tǒng)。包括電氣圖的設(shè)計、電控器件的選型及參數(shù)計算、電氣系統(tǒng)硬件調(diào)試等。重慶科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計 7結(jié) 論7 結(jié) 論四輥可逆冷軋機是現(xiàn)代帶鋼軋制中常用的軋鋼裝置，其自動化程度高、維護簡單、設(shè)備精度可靠，已廣泛應用于軋制生產(chǎn)線中。負荷試運行的主要任務是：對與張力有關(guān)的控制環(huán)節(jié)進行調(diào)整；在實際負載下驗證運行控制程序與參數(shù)配置、整定的合理性；考核機電設(shè)備運行性能。③主、輔機系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試無負荷試運行與熱軋系統(tǒng)相同。5)電動機空載電流與動態(tài)補償電流的模擬調(diào)試，電流模擬試驗時，應將補償信號模擬值加到速度調(diào)節(jié)器輸入端，使卷取機穩(wěn)態(tài)運行和減速制動；錄取運行過程中卷取機轉(zhuǎn)速變化曲線，調(diào)整補償電路參數(shù)，使該曲線與軋機主傳動同一時期內(nèi)得到的轉(zhuǎn)速給定曲線平行。3)設(shè)定電動機空載電流函數(shù)發(fā)生器等非線性函數(shù)發(fā)生器。冷軋輔助傳動電氣系統(tǒng)調(diào)試的特殊項目有：1)卷徑計算與記憶功能的調(diào)試。電氣控制中常采用最大力矩控制法或電流、電勢復合控制法來實現(xiàn)帶鋼恒張力控制。在可逆冷軋系統(tǒng)中，開卷機僅在第一道次軋制時起開卷作用，而以后各道次軋制過程中的開卷和卷取功能分別由左、右卷取機輪流完成。3)冷軋主機上下輥運行速度的平衡狀況應良好。①主傳動電氣系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試的主要項目、方法與可逆熱軋機主傳動電氣系統(tǒng)調(diào)試相同，在控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性方面有以下要求：1)可逆冷軋機運行于軋制狀態(tài)時，被軋帶材將軋機和前后開卷、卷取機聯(lián)系在一起，故進行加減速運行時的電動機電流，轉(zhuǎn)速不能有沖擊或大的波動，要求過渡過程平滑，階躍給定時的轉(zhuǎn)速超調(diào)應近似為零。在系統(tǒng)出現(xiàn)各種故障時能快速響應，快速地做出判斷和相應的處理動作。電動壓下的機組壓下電機使用變頻器調(diào)速，使壓下電機平滑啟動、平滑停止，并實現(xiàn)多段速控制功能。在單機架軋制時，鋼帶厚度的改變是靠輥縫的調(diào)節(jié)量來控制其軋制厚度的。間接張力控制方式通過卷徑和電機轉(zhuǎn)矩間接實現(xiàn)，直接張力控制方式通過安裝張力傳感器，直接測量鋼帶的實際張力，結(jié)合PLC進行閉環(huán)控制，而PLC速度級聯(lián)控制配合全數(shù)字直流調(diào)速裝置控制，保證了機組的速度精度和設(shè)備的穩(wěn)定性及可靠性。在雙機架或多機架軋制時，張力控制是其軋制精度的關(guān)鍵要素。該方法可以人工進行也可以自動進行，具有操作簡單、不需要其他附加材料、完成快速準確的特點。采用人工零位后的彈跳方程，消除了壓靠曲線非直線段的不穩(wěn)定性，使彈跳方程的應用更準確、簡便和可靠。在實際操作時為消除非直線段的影響，往往采用人工零位方法進行軋制。其控制功能由PLC程序?qū)崿F(xiàn)。圖 主油泵程序流程圖 加熱器工作流程加熱器的作用是當液壓油泵溫度過低時為其加熱，防止液壓油過稠，不利于系統(tǒng)工作。主油泵的啟動為手動方式。重慶科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計 5工作流程5 工作流程四輥可逆冷軋機的工作流程是由各控制單元的控制過程共同組合起來的，它們相互配合，共同為軋制過程服務。EMI濾波器的選擇是依據(jù)變頻器的容量來選取的。在變頻器是抑制干擾信號從變頻器通過電源線傳導到電源或電動機中。 EMI濾波器EMI噪聲濾波器又叫電源濾波器，簡稱濾波器。主電機的容量為45kw，其電流值為120A，損失容量為130W。要求其自身分布電容小，自身諧振點要避開抑制頻率范圍，能使干擾電壓減小，又要能保證工頻電壓降到2%以下時功耗要小。其主要功能是防止電源電網(wǎng)的諧波干擾；降低主電源諧波、浪涌和峰值電流；提高低頻傳導抗干擾性；保護驅(qū)動機構(gòu)的電力電子元件； 提高功率因；防止主電源的電壓尖脈沖引起的跳閘。用于卷?。ㄊ辗牛┳冾l器的斷路器選擇型號為XLDM3100M，此型號的斷路器額定工作電壓為400V，額定頻率為50Hz，額定電流為10～100A，級數(shù)為三級。本系列斷路器具有體積小、分斷能力高、飛弧距離短等優(yōu)點；額定剩余動作電流及分斷時間可調(diào)；同時具有漏電報警不脫扣和漏電報警脫扣功能。對有致命危險的人身觸電提供間接接觸保護, 也可以用來防止設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生接地故障電流而引起的火災危險。在四輥可逆冷軋機中用了快速切斷變頻器，防止變頻器及其線路故障導致電源故障。 斷路器斷路器（自動空氣開關(guān)）是一種不僅能正常接觸和斷開電路，并能在過電流、逆電流、短路和失（欠）電壓等情況下動作的自動電器。④當電網(wǎng)三相電源的電壓不平衡度超過3%，或波形畸變嚴重，變頻器和電源之間高次諧波不能滿足要求時，可增設(shè)交流輸入電抗器。②變頻器前必須安裝具有過流保護作用的斷路器（QF）或熔斷器，避免因后就設(shè)備故障造成故障范圍擴大。變頻器外圍設(shè)備選配件俗稱變頻器配套設(shè)備，又叫選用設(shè)備。因為變頻器的輸入部分為整流電路，輸出部分為逆變電路，它們都是由起開關(guān)作用的非線性元件組成的，而在開斷電路的過程中，都要產(chǎn)生高次諧波，從而使其輸入電源和輸出的電壓和電流波形產(chǎn)生畸變。 調(diào)試總結(jié)(1)臺達變頻器用直接轉(zhuǎn)矩模式代替力矩電機，性能優(yōu)越，效果良好； (2)生產(chǎn)線運行穩(wěn)定，維護成本大大降低； (3)軋制后的鋼卷品質(zhì)很好。設(shè)置03—02=8(AUI模擬量功能為轉(zhuǎn)矩補償)，單獨調(diào)節(jié)AUI模擬量時效果不佳，同時調(diào)節(jié)AVI與AUI模擬量時有效，因外部電路只允許使用一個電位器模擬量輸入，因此短接 AUI與AVI端子，當外部電位器旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)矩補償 都是在逐步增大，當增到一定值時主電動機帶動負載運行 。設(shè)定參數(shù)如下：0612=250（轉(zhuǎn)矩限制設(shè)定為250％）。③直接轉(zhuǎn)矩模式下測試能否帶動更大的負載因鋼卷材料的粗細有異，增加負載后，在電機直接給定轉(zhuǎn)矩時，逐步轉(zhuǎn)動電位器，增加轉(zhuǎn)矩的命令大小，觀察電機的反應。 臺達變頻器外部接線圖 變頻器運行參數(shù)的設(shè)置 參數(shù)設(shè)置調(diào)試①對主機電機參數(shù)整定，并設(shè)定相應參數(shù)：0010=4（轉(zhuǎn)矩控制方式）；0020=2（頻率命令外部模擬量）；0300=1（AVI為給定頻率/轉(zhuǎn)矩命令）；此時轉(zhuǎn)動外部電位器，輸入一個較適合的轉(zhuǎn)矩進行直接轉(zhuǎn)矩控制，此時鋼卷在這個轉(zhuǎn)矩下不向前移動，只有在收放電機速度運行的情況下，主機電機在轉(zhuǎn)矩模式下帶動鋼卷向前移動。其外部電氣控制部分如下：①一個電位器連接+10V，AVI與ACM來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩命令大??；②一個按鈕切換速度/轉(zhuǎn)矩模式，并在速度模式情況下，此按鈕同時實現(xiàn)點動頻率的端子命令；③短接AUI與AVI端子；④短接MI1與MI2端子。驅(qū)動軋輥的主電機也選擇為三相交流異步電動機，型號為Y225M4，額定功率P=45kw，額定電壓U=380V，額定電流I=，額定轉(zhuǎn)速n=1480r/min，頻率f=50Hz，采用三角形接法。根據(jù)卷取機負載的要求，卷起電機選擇為三相交流異步電動機，型號為Y180M4，額定功率P=，額定電壓U=380V，額定電流I=，額定轉(zhuǎn)速n=1470r/min，頻率f=50Hz，采用三角形接法。同時臺達V系列變頻器具有開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制功能，正好可以達到四輥可逆冷軋機的控制要求。具有響應速度快、控制精度高、輸出力矩大（最大200%轉(zhuǎn)矩電流）以及定位控制等優(yōu)點。絕大多數(shù)中小軋機的主傳動可采用交直交電壓型全數(shù)字化矢量控制變頻裝置，而在大型軋機上可以采用交交變頻傳動。在冷軋中，其冷軋用主軋機的調(diào)速要求高，過載能力要強，控制精度要高，動態(tài)響應要快。 四輥可逆冷軋機對變頻器的要求及選擇目前，在可逆冷軋鋼機應用行業(yè)中，從放卷、鋼卷軋制、定尺切斷、自動推平、收卷，可以全部實現(xiàn)自動化。大多數(shù)變頻器的過載能力規(guī)定為：150%，1min。所以，在選用變頻器時，應充分考慮負載的工況。必須注意：在生產(chǎn)機械中，電動機的容量主要是根據(jù)發(fā)熱狀況來定的。3）額定容量S（N） 由額定線電壓U（N）和額定線電流I（N）的乘積決定：S（N)=SQR（3)U(N)I（N）。通常，它總是和輸入電壓U（IN）相等的。5%。在我國，工頻為50Hz。2）相數(shù)，如單相、三相。此外，變頻器還對輸入電壓的允許波動范圍作出規(guī)定，如177。 變頻器的技術(shù)規(guī)范①輸入側(cè)的額定數(shù)據(jù)1）輸入電壓U（IN），即電源側(cè)的電壓。至于回饋環(huán)節(jié)，則大多屬于變頻器的外置電路。④制動或回饋環(huán)節(jié) 由于制動形成的再生能量在電動機側(cè)容易聚焦到變頻器的直流環(huán)節(jié)形成直流母線電壓的泵升，因此需及時通過制動環(huán)節(jié)將能量以熱能形式釋放或則通過回饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換到交流電網(wǎng)中去。③逆變部分 通常又被稱為負載側(cè)變流部分，它通過不同的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)逆變器件的規(guī)律性關(guān)斷和導通，從而得到任意頻率的三相交流電輸出。而對中壓大容量的整流部分則采用多重化12脈沖以上的變流器。 變頻器結(jié)構(gòu)圖主電路主要由以下幾個部分組成：①整流部分 通常又被稱為電網(wǎng)側(cè)交流部分，其作用是把三相或單相交流電整流成直流電。運用它的空間矢量控制技術(shù)，可在各行各業(yè)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使得電動機在低速時輸出較大的力矩。它能把電力配電網(wǎng)的50Hz恒定頻率交流電，變換成可調(diào)頻率的交流電，供交流異步電動機作電源用。速度控制采用帶有速度反饋的矢量控制方式控制電機，并利用數(shù)字I/O口設(shè)計電機的正反轉(zhuǎn)。此外PLC部分還實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對各種故障情況進行及時的分析和處理。其主要功能有：各液壓、潤滑站的連鎖邏輯及起?？刂疲桓髡镜囊何?、壓力、溫度等信號的監(jiān)測與報警；各傳動的供電、運行、邏輯、故障檢測及處理；整個生產(chǎn)線各段在不同運行模式下的各類連鎖控制；斷帶檢測及保護動作；自動減速和準確停車。因此，從安全性和可靠性等方面綜合考慮，PLC型號選用S7300系列已能達到要求，因此不必選用擁有更高可靠性的S7400系列。四輥可逆冷軋機的控制系統(tǒng)對控制器的精度和速度要求都很苛刻，冷軋機產(chǎn)品原料通常都很薄