本文以薄板冷軋及酸洗生產(chǎn)線中的應(yīng)用為背景，介紹了西門子標(biāo)準(zhǔn)變頻器在冶金行業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用。

一．引言

　　隨著人民生活水平及物質(zhì)需求的提高，尤其是汽車、家電、食品行業(yè)的快速發(fā)展，冷軋和涂層深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力、品種質(zhì)量與市場需求的差距加大，對冷軋產(chǎn)品的需求量急劇增加。冷軋帶鋼軋機(jī)初是以可逆軋制的方式進(jìn)行生產(chǎn)，但由于這種軋機(jī)速度低，產(chǎn)量低，因此大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冷軋薄帶鋼，目前主要在連續(xù)式冷連軋上進(jìn)行。

　　冷軋板帶材具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好、組織性能好等特點(diǎn)，但摩擦磨損對軋制過程的影響，借助軋制工藝潤滑可以有效的降低和控制軋制過程摩擦磨損。典型的冷軋聯(lián)合機(jī)組是由酸洗部分與冷軋機(jī)組成全連續(xù)無頭軋制。連續(xù)酸洗生產(chǎn)線由入口段、酸洗工藝段、出口段三部分組成。其中酸洗工藝段主要進(jìn)行帶鋼酸洗、漂洗、烘干等處理。酸液、冷凝水都要循環(huán)供給，控制濃度。

　　板帶冷軋工藝潤滑采用的是乳化液循環(huán)使用，以前多用電機(jī)帶泵定速運(yùn)行靠閥調(diào)節(jié)壓力，今年多采用電機(jī)調(diào)速根據(jù)軋制速度調(diào)壓。酸洗、漂洗也需要根據(jù)帶鋼運(yùn)行速度、張力調(diào)節(jié)酸洗槽、漂洗槽中液位及湍流系數(shù)，已達(dá)到良好的酸洗效果。其中傳動部分大量采用西門子MM440 變頻器，在實(shí)際生產(chǎn)中取得了令人滿意的效果。

二．系統(tǒng)介紹

　　在冷連軋生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)中，采用西門子 PLC 作為系統(tǒng)的控制中心，傳動部分中回乳泵、供乳泵、酸循環(huán)泵的傳動采用MM440，運(yùn)行穩(wěn)定。

三．控制系統(tǒng)構(gòu)成

　　驅(qū)動設(shè)備：采用西門子通用變頻器 MM440 系列，是用于控制三相交流電動機(jī)速度的變頻器系列。MM440 系列變頻器是由微處理器控制，采用IGBT 作為功率輸出器件的西門子新一代變頻器。他們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選擇的，因而降低了電動機(jī)運(yùn)行噪聲。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動機(jī)提供了良好的保護(hù)。

　　控制器：采用西門子 S7 系列控制器，通過PROFIBUS－DP 現(xiàn)場級總線，將生產(chǎn)線各部分的信號集合到PLC 完成出口及收集區(qū)自動化控制，繼電連鎖以及故障檢測。并實(shí)現(xiàn)了多種設(shè)備之間的。

四．運(yùn)行原理及功能

　　在軋制過程中需要對乳化液的壓力和流量進(jìn)行調(diào)整，并保證壓力的穩(wěn)定。
　　從理論上講，泵具有以下特點(diǎn)：
• Q2=Q1(n2/n1),H2=H1(n2/n1)2,N2=N1(n2/n1)3
• 式中：Q-流量（米3/秒）；H-壓力（公斤/米2 ）；N-總功率（千瓦）；n-轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/秒）
• 即流量 Q 與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力H 與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率N與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。

　　由泵的特性曲線所示：曲線 1 為泵在恒速n1 下壓力—流量（H—Q）特性，曲線2 為泵的管網(wǎng)阻力（閥開度全開）特性，假設(shè)泵在設(shè)計(jì)時工作在A 點(diǎn)效率高，輸出流量Q1 為*，此時軸功率N1 與Q1、H1 的乘機(jī)面積AH1OQ1 成正比。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，當(dāng)流量需從Q1 減少到Q2（例如50%流量）時，如采用閥調(diào)節(jié)方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線3，系統(tǒng)由原來的工況點(diǎn)A 變到新的工況點(diǎn)B 運(yùn)行，圖中看出，壓力反而增加，軸功率與面積BH2OQ2 成正比，減少不多。如果采用調(diào)速方式，泵轉(zhuǎn)速由n1 降到n2，根據(jù)泵參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2 下的壓力—流量（H—Q）特性如曲線4 所示，可見在滿足同樣流量的情況下，壓力H3 大幅度降低，功率N3（相當(dāng)于面積CH2OQ2）隨著顯著減少，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益是很明顯的。

　　在本冷連軋項(xiàng)目中應(yīng)用了 24 臺45KW、75KW 和160 KW MM440 控制循環(huán)泵、回乳泵、供乳泵電機(jī)。

MicroMaster440 在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

MM440 是西門子公司生產(chǎn)的通用型矢量變頻器它性能穩(wěn)定質(zhì)量可靠功能齊全在電梯行業(yè)*使用MM440 在本系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖1。

可編程序控制器PLC 和MM440 變頻器之間的通訊可有兩種方式一種是串行通訊,采用串行通訊只需一根雙芯屏蔽電纜西門子它大大減少了布線的數(shù)量無須重新布線即可更改控制功能可以通過串行接口設(shè)置和修改變頻器的參數(shù)還可以連續(xù)對變頻器的特性進(jìn)行監(jiān)視和控制另一種是并行通訊,圖中所示為端子控制端子1_8 10 16 17 為輸入控制端子19_25 為輸出控制端子然后定義每個端子的功能并且通過操縱面板設(shè)定其參數(shù)如P701=2 為上行P702=1 為下行P1001=48 為正常運(yùn)行頻率P1002=2 為爬行頻率等即PLC 通過邏輯分析后發(fā)出控制信號如正反轉(zhuǎn)高速中速點(diǎn)動爬行等信號給變頻器變頻器接受指令并且按照預(yù)先設(shè)定好的曲線拖動轎廂正常運(yùn)行另外變頻器還發(fā)出信息如零速變頻器是否故障抱閘等信號給PLC 使其參加PLC 的邏輯運(yùn)算以保證電梯的安全運(yùn)行。

另外變頻器上還安裝了編碼器模板這使得這種通用型MM440 可以接成閉環(huán)速度反饋控制方式與無傳感器矢量控制SLVC 和變壓/變頻V/F 相比這種控制方式具有以下優(yōu)點(diǎn)
1 零速時仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載能力
2 速度控制的精度高
3 速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能得到改善
具體接線方式如上圖18V LK VE A B 0V為編碼器模板上的
端子它通過一根屏蔽電纜和曳引機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器相連來完成變頻器和電機(jī)的閉環(huán)控制使電梯的安全性和舒適性得到提高變頻器的速度輸出運(yùn)行曲線。
根據(jù)電梯的運(yùn)行規(guī)律電梯運(yùn)行中是一個勻速運(yùn)動在啟動和制動時為勻加速和勻減速運(yùn)動且平層時能準(zhǔn)確?？枯敵銮€為如圖2 所示。通過我們的現(xiàn)場試驗(yàn)這種變頻器*可以用到電梯控制系統(tǒng)中且運(yùn)行良好而且它還有一個其它變頻器所沒有的優(yōu)點(diǎn)就是進(jìn)行電機(jī)參數(shù)學(xué)習(xí)時電機(jī)的軸不轉(zhuǎn)動這樣曳引機(jī)可在帶負(fù)載的情況下也能進(jìn)行自學(xué)習(xí)而不必像其它變頻器那樣必須把轎廂吊起使曳引機(jī)脫離負(fù)載后才能自學(xué)習(xí)這樣給電梯的安裝改造帶來很大方便。