【正文】 感器接成“ V”型，互感器變比為 1200/1,分別帶有各自的負(fù)載電阻 R75, R76，負(fù)載電阻上交流電壓值的大小決定反饋電流的大小，經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換，從而獲得實(shí)際反饋電流信號。同時根據(jù)相位關(guān)系作為觸發(fā)脈沖的同步信號電源。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。各參數(shù)設(shè)定完畢 ,通過Ｐ 051選擇合適的電動機(jī)優(yōu)化運(yùn)行方式 ,優(yōu)化運(yùn)行電動機(jī)自動測量計算電樞和勵磁回路以及電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器參數(shù)。因此 ,此系統(tǒng)的整流柜出線端要配快速熔斷器。 6RRA70系列整流裝置采用了熔斷器和過電壓東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 抑制器作進(jìn)線電源的保護(hù)。模擬測速機(jī)反饋輸入端子 103和 104,輸入電壓范圍 8～ 270Ｖ。 2. 6RRA70 系列調(diào)速裝置外部回路接線端子功能 外部回路接線端子功能模擬量輸出端子 12和 13,14和 15,最大輸出范圍 0～ +10Ｖ /2ｍＡ。 2． 5． 3 6RA70控制板件與晶閘管整流裝置接口電路說明 接線圖如下： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 現(xiàn)場接線圖 電器符號 接線端 電氣中文名 數(shù)量 說明 A2 1C1,1D1 直流電流表 1 6C2A050A SA2 R0,S0,T0 轉(zhuǎn)換開關(guān) 1 LWB8 YH4/2 SA1 38 旋鈕 1 LA3911 X HL1,HL2 74,75 指示燈 1 AD1622D AC220V SB3 72,73 按鈕 1 LA39110綠色 AC220V 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 SB2 71,72 按鈕 1 LA3911綠色 SB1 106,107 急停按鈕 1 LA39117 紅色 XM 26~33 旋轉(zhuǎn)編碼器 1 62BCW26C 1000 2米 A1 3D,3C 直流電流表 1 6C2A V1 SA2 交流電壓表 1 6L2V 0450A KA2,KA3 71,74,75 中間繼電器 1 MY 2N DC24V帶 8芯座 KA1 37 中間繼電器 1 MY4N AC220V 帶 14芯座 R1 2,3 鐘表式電位器 1 10KΩ 1Q R,S,T 空氣開關(guān) 1 DZ4763 1P 2A 2Q 1u1,1v1,1w1 空氣開關(guān) 1 DZ4763 2P 2A 3Q 3u1,3w1 空氣開關(guān) 1 DZ4763 2P 10A 4Q 5u1,5w1 空氣開關(guān) 1 DZ4763 3P 40A 5Q T0,71 空氣開關(guān) 1 DZ4763 3P 50A 電器元件表 1. 接口電路研制 用西門子公司 SIMOREG DC Master 6RA70電樞額定交流電壓 400V,電樞額定交流電流 25A，額定直流電壓 420V，額定直流電電流 30A的直流調(diào)速裝置作為研究對象，用 6RA70原裝置與電機(jī)負(fù) 載形成一個小系統(tǒng)，模擬四象限運(yùn)行的實(shí)際調(diào)速系統(tǒng)。 整流器可自動適應(yīng)電源頻率范圍為 45 ~ 65Hz(電樞和勵磁互不相關(guān) )。 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。本次設(shè)計應(yīng)用中 沒有使用固定給定單元、強(qiáng)制和振蕩單元、電動給定值單元、脈沖編碼值計算單元、摩擦補(bǔ)償單元。 OP1S通過 X300 連接到 SIMOREG。因此，他可以通過一根 5 米長電纜連接。 PMU 還具有根據(jù) RS232或 RS485 標(biāo)準(zhǔn)同 USS 接口的連接器 X300。 設(shè)計使用說明 2． 5． 1設(shè)計 6RA70 SIMOREG DC MASTER 系列整流器以其緊湊和節(jié)省空間的結(jié)構(gòu)為特色，由于各個的部件容易接近，其緊湊式設(shè)計使他們特別容易保養(yǎng)與維護(hù)，電子板箱包含基本電子板和任何附加板。五臺活套分別由一臺直流電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。 六架精軋機(jī)分別由一臺交流電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。APC 運(yùn)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(diǎn)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。 S東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 死區(qū)是人為設(shè)定的輥縫偏差極小值，在這個區(qū)域內(nèi)將電機(jī)速度給定值設(shè)定為 0。而與軋制無關(guān)的輥道則要高速運(yùn)行，目的是為了減少鋼材在輥道上的停留時間，以減少溫降。 ￡為壓下率。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。圖 2 示意了軋制第 1,2 道次時軋機(jī)速度控制曲線 圖 2 可逆軋機(jī)軋制速度曲線 V0 — 軋機(jī)空轉(zhuǎn)速度（等待速度）； VAj — 第 j道次咬鋼速度； VBj — 第 j道次軋制速度 ?？梢娷堉婆紨?shù)道次時軋機(jī)的加減速順序和奇數(shù)道次時相同，只是速度給定的方向正好和奇數(shù)道次時相速度定值器 速度控制器 機(jī)架速度 活套高度設(shè)定 數(shù)字調(diào)節(jié)器 計算模塊 活套掃描器 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 反。在軋制奇數(shù)道次時 .軋機(jī)首先以等待速度運(yùn)行，軋機(jī)人 口熱檢檢得鋼坯時軋機(jī)加速到咬鋼速度，通過電流信號檢測到咬鋼后軋機(jī)加速到軋制速度，熱檢信號檢測到拋鋼前軋機(jī)減速到拋鋼速度，當(dāng)軋機(jī)內(nèi)無鋼后減速到零。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。兩機(jī)架之間的活套控制環(huán)節(jié)中的每個反饋信號控制一個機(jī)架，機(jī)架與機(jī)架之間只通過 級聯(lián)來聯(lián)系。調(diào)節(jié)功能在軟件中通過參數(shù)構(gòu)成的程序模塊來實(shí)現(xiàn)。 (5)6RA70 裝置提供了豐富的自由軟件模塊連接 ,可以通過開關(guān)量的連接和模擬量連接能任意配置所需的控制功能。弱磁的優(yōu)化運(yùn)行可得到電動機(jī)的磁化曲 線。④可組態(tài)的輸入輸出控制端。②速度給定 ,速度反饋。 (2)C98043— A7001 開環(huán)和閉環(huán)控制電子模板 ,該模板是全數(shù)字調(diào)速裝置的核心硬件。 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(diǎn)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 )。雙處理器處理電樞回路和勵磁回路開環(huán)和閉環(huán)所有傳動控制功能。 2． 3． 2技術(shù)特點(diǎn) 軟件功能更加強(qiáng)大 6RA70 采用了新穎的 BICO 技術(shù)，使所有功能塊均可以通過參數(shù)來連接。有 SIMOLNK 高速直接的裝置 裝置通訊，還可支持 PROFIBUS、 CANBUS、DeviceNet、 USS 協(xié)議等。 2. 輸入電壓分為五個等級 : 400V/460V/575V/690V/830V (460V 裝置暫不供貨 )。最新推出的 SIMOREG DC Master 6RA70 系列直流全數(shù)字調(diào)速產(chǎn)品，在 6RA24 產(chǎn)品的基礎(chǔ)上更具有以下特點(diǎn) : 1. 單臺裝置輸出額定電樞電流 : 15A～ 2200A，額定勵磁電流 : 3A ~ 85A。 PC 機(jī)和調(diào)試軟件 ,還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的參數(shù)設(shè)定、修改、顯示、監(jiān)控等功能。 ,既 可實(shí)現(xiàn)本裝置與其他調(diào)速裝置之間的對等通訊 ,也可實(shí)現(xiàn)本裝置與 PLC 和上位PC 機(jī)之間的實(shí)時通訊 。 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(shí)現(xiàn) 。 2． 2． 2：全數(shù)字化直流調(diào)速裝置具有如下特點(diǎn) ,不需要其他任何附加設(shè)備便可完成參數(shù)的設(shè)定 。 2． 2． 1：全數(shù)字化直流調(diào)速裝置傳動簡介 全數(shù)字化直流調(diào)速控制傳動是指由三相交流電源直接供電 ,用于直流電機(jī)電樞和勵磁供電 ,完成調(diào)速任務(wù)。 全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的介紹 在當(dāng)今電氣傳動領(lǐng)域 ,由于直流電動機(jī)具有極好的運(yùn)行性能和控制特性 ,因此在要求高起制動轉(zhuǎn)矩、快速響應(yīng)和寬速度調(diào)節(jié)范圍的可調(diào)電氣傳動中 ,仍廣泛采用直流電動機(jī)作為執(zhí)行電機(jī)的直流調(diào)速系統(tǒng)。 Ⅱ階段（ t1~t2）：恒流升速階段； ASR 始終飽和，系統(tǒng)加速度恒定。 圖 4）雙 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動過程的轉(zhuǎn)速和電流波形 注： Idl：負(fù)載電流； Id：整流電流。這就是采用兩個 PI 調(diào)節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個閉環(huán)的效果。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性在負(fù)載電流小于 Idm 時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。 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。 Ui*＜ Uim*， Id＜ Idm，即 CA 段 特性從理想空載狀態(tài)的 Id=0 一直延續(xù)到 Id=Idm， 而 Idm 一般都是大于額定電流 I dN 的。 2． 1． 3穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜態(tài)特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖 2)所示 ,一般的 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征一般存在兩 種狀況：飽和（輸出達(dá)到限幅值），不飽和（輸出未達(dá)到限幅值）。 （ 2）：靜差率 S，當(dāng)系統(tǒng)在某一給定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時，負(fù)載有空再增加到額定負(fù)載時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落與給定轉(zhuǎn)速下理想空載轉(zhuǎn)速 n0 之比，稱作靜差率 S，顯然靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化使得轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度的。 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。 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 2． 1． 2：單機(jī)調(diào)速 ： 直流電機(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)域中得到廣泛的應(yīng)用。轉(zhuǎn)速和電流一般都采用 PI 調(diào)節(jié)。如圖 1）二者串級聯(lián)接，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。 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。 帶鋼熱連軋生產(chǎn)是目前應(yīng)用計算機(jī)控制最為成熟的一個領(lǐng)域，其控制范圍包含了整個生產(chǎn)過程，從加熱爐入口，甚至從連鑄出口開始到成品庫，包括了軋制計劃，板坯庫管理，數(shù)學(xué)模型，設(shè)備控制和質(zhì)東北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 量控制以及傳動（電氣及液壓傳動）數(shù)字控制各個層次，是軋鋼自動化領(lǐng)域最為龐大，最為復(fù)雜的控制系統(tǒng)。第三級為過程控制計算機(jī)系統(tǒng)，用于制定最優(yōu)的生產(chǎn)計劃，軋機(jī)的最佳設(shè)定，完成板坯庫到卷取機(jī)的材料跟蹤，給出基礎(chǔ)自動化的設(shè)定值。第一級為生產(chǎn)管理計算機(jī)，主要用于全廠或區(qū)域存儲處理技術(shù)信息、訂貨計劃、材料準(zhǔn)備。 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。它是過程控制單元和數(shù)據(jù)采集單元與操作管理單元之間的橋梁。它功能 強(qiáng)、速度快、存儲能力強(qiáng)，通過專用的通信接口與高速數(shù)據(jù)通路相連，采集各種數(shù)據(jù)信息并管理系統(tǒng)的所有信息 ,執(zhí)行生產(chǎn)裝置或整個工廠的集中和優(yōu)化管理 ,實(shí)現(xiàn)控制管理一體化。操作站除對過程進(jìn)行監(jiān)控外，還能完成系統(tǒng)的組態(tài)、編程工作以及部分生產(chǎn)管理工作，如打印報表等。 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。控制回路有 2~64 個，算法類型有 PID、非線形增益、選擇性控制、函數(shù)計算、多項(xiàng)式系數(shù)、 Smith 預(yù)估等，控制 類型有連續(xù)控制、批量控制和邏輯控制等。 2：過程控制單元 集散系統(tǒng)的核心裝置，又稱現(xiàn)場控制單元。該單元主要任務(wù)是采集過程非控變量進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，同時還能對實(shí)時數(shù)據(jù)完成進(jìn)一步加工處理，以供 CRT 操作站顯示和打印，實(shí)現(xiàn)開環(huán)監(jiān)視。 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。傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)是采用串行通信 ,串行通信具有連接簡單、使 用靈活方便、數(shù)據(jù)傳遞可靠、具有成本低等優(yōu)點(diǎn) ,但隨著當(dāng)前對集散控制系統(tǒng)需求的發(fā)展 ,它也存在著傳輸速率低并在空間上及長遠(yuǎn)距離的系統(tǒng)中受到限制的問題。 計算機(jī)集散控制系統(tǒng)綜述 1． 3． 1集散控制系統(tǒng)的介紹 集散控制系統(tǒng) (Total Distributed Control System)是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)。 1． 2． 3熱連軋帶鋼的板形控制 熱軋帶鋼的板形問題是熱連軋廠生產(chǎn)中不斷出現(xiàn)和必須解決的問題，如何提高產(chǎn)品的板形質(zhì)量也是軋機(jī)設(shè)備改進(jìn)、發(fā)明、軋制工藝不斷優(yōu)化的中心內(nèi)容，帶鋼的板形控制是熱連軋廠永