一個(gè)受控的電 機(jī)的補(bǔ)償值的確定，可根據(jù)現(xiàn)場張力波動(dòng)的大小測試來確定。帶鋼的張力控制可分為間接 張力控制和直接張力控制。間接張力就是充分利用變頻器VFD1-VFD5內(nèi)豐富的功能模塊， 把卷取或開卷的線速度給定、張力給定信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)，W達(dá)到恒 張力的控制的目的。圖4是編碼器連接圖，為了得到精確的轉(zhuǎn)速，在所述社機(jī)、開卷機(jī)和卷 取機(jī)的每一個(gè)電機(jī)的軸端設(shè)置安裝有反饋編碼器，如圖4所示，反饋編碼器與該電機(jī)的變 頻器電連接，將測得的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)通過總線傳入PLC控制器，參與該電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制及 在操作屏上顯示轉(zhuǎn)速。
[0025] 直接張力控制是由張力測試儀直接測試實(shí)際張力，然后，將實(shí)測的張力作為反饋 信號(hào)，與給定信號(hào)相比較，用張力調(diào)節(jié)器，組成張力閉環(huán)對(duì)張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。直接張力控制系 統(tǒng)是在轉(zhuǎn)速閉環(huán)基礎(chǔ)上鑲嵌一個(gè)張力環(huán)，組成雙閉環(huán)系統(tǒng)。主要表現(xiàn)在W下幾個(gè)方面：卷 徑和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為變參數(shù)；張力矩在雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，負(fù)載力矩是外部擾動(dòng)，但在社鋼 系統(tǒng)中張力是系統(tǒng)輸出量，張力矩是系統(tǒng)內(nèi)部固有的反饋量。當(dāng)考慮張力矩時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè) 計(jì)不能按一般的雙閉環(huán)設(shè)計(jì)方法；卷取機(jī)、開卷機(jī)與主社機(jī)間傳送帶鋼的動(dòng)力學(xué)特性及數(shù) 學(xué)模型都較復(fù)雜，在動(dòng)態(tài)過程中帶鋼的張力與動(dòng)態(tài)速變存在一個(gè)時(shí)間滯后的關(guān)系，其參數(shù) 是變量。故采用間接張力控制的方式，通過前向通道將在一定的卷徑、張力給定下需要的電 機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算出來，再將它轉(zhuǎn)換成特定磁通下的電流給定值輸出，同時(shí)，使用張力測試儀檢測 的張力值，把張力偏差經(jīng)張力調(diào)節(jié)器計(jì)算后，再折算成實(shí)際卷徑下的調(diào)節(jié)張力矩加到前面 的力矩上，對(duì)張力進(jìn)行調(diào)節(jié)。運(yùn)種控制方式實(shí)際上也是直接控制電機(jī)的力矩，通過控制力矩 來實(shí)現(xiàn)對(duì)張力的控制。因由前向通道輸出的轉(zhuǎn)矩值是經(jīng)過補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ?jì)算出來的比較精確 的值，它能夠基本保持張力恒定，再加上直接張力控制環(huán)的調(diào)節(jié)作用，W達(dá)到張力的精確控 制。
[00%] 在實(shí)際運(yùn)行中，常有加、減速情形的，如果單一依靠張力調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，可能會(huì) 因調(diào)節(jié)不及時(shí)造成張力的小幅波動(dòng)，運(yùn)就要求在電機(jī)加速過程中，為了保持張力不變，在電 磁轉(zhuǎn)矩中應(yīng)該附加負(fù)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩，W補(bǔ)償需要放出的能量；在電機(jī)減速過程中，則應(yīng)附加正 的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩W補(bǔ)償卷繞機(jī)構(gòu)慣性所吸收的能量。另外，變頻器VFD1-VFD5還安裝設(shè)置有制 動(dòng)電阻，參考選型如下表：
[002引上表為制動(dòng)電阻選用參考表，通過該表可W選用變頻器V抑I-V抑5恰當(dāng)?shù)闹苿?dòng)電 阻。
[0029] 圖6是本實(shí)用新型的控制部分接線圖；如圖6所示，自動(dòng)/手動(dòng)切開關(guān)SAl可W選 擇系統(tǒng)自動(dòng)/手動(dòng)運(yùn)行模式，自動(dòng)/手動(dòng)切開關(guān)SAl接通時(shí)為自動(dòng)模式，自動(dòng)/手動(dòng)切開關(guān) SAl斷開時(shí)為手動(dòng)模式。啟動(dòng)按鈕SB6,按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)運(yùn)行的形式為點(diǎn)動(dòng)，W方便設(shè)備 調(diào)試，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，停止按鈕SB7,按下停止按鈕SB7,系統(tǒng)停止運(yùn)行。復(fù)位按鈕SB8,用于 系統(tǒng)故障時(shí)的復(fù)位，緊急停止按鈕KAR，按下緊急停止按鈕KAR，無論系統(tǒng)在任何工況下，社 鋼機(jī)全部停止運(yùn)行。在社鋼機(jī)的外部還設(shè)置安裝有旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)SQl和SQ2,上述 接近開關(guān)SQl和SQ2與PLC控制器電連接，鋼帶在社鋼機(jī)上傳送過程中帶動(dòng)碼盤旋轉(zhuǎn)，使接 近開關(guān)SQl和SQ2得到通斷的電信號(hào)，PLC控制器根據(jù)運(yùn)些通斷信號(hào)來判斷鋼帶是否斷帶。 如果檢查到鋼帶斷帶，PLC控制器控制變頻器VFD1-VFD5自動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警信 號(hào)。社機(jī)的速度給定，寸動(dòng)速度、張力大小可直接通過在操作屏上設(shè)置，進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0030] 實(shí)際使用中變頻器VFD1-VFD5的參數(shù)如下表：

[0033] 本實(shí)用新型采用采用PLC控制器、高性能變頻器控制交流電機(jī)的調(diào)速，進(jìn)一步控 制社鋼機(jī)的運(yùn)行，克服了原系統(tǒng)設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低等缺點(diǎn)，系統(tǒng)具備再生控制 功能，通過組建公共直流母線的運(yùn)行方式，在公共直流區(qū)接入制動(dòng)電阻，方便社機(jī)快速往復(fù) 工作的需要，本實(shí)用新型提供了多重保護(hù)，發(fā)生故障時(shí)，人機(jī)接口便自動(dòng)顯示報(bào)警，同時(shí)自 動(dòng)保護(hù)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)變頻器調(diào)速使電機(jī)的同步協(xié)調(diào)運(yùn)行，獲得了良好的控制效果及經(jīng)濟(jì)效 益rm.O
[0034] 值得指出的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于上述具體實(shí)例方式，根據(jù)本實(shí) 用新型的基本技術(shù)構(gòu)思，也可用基本相同的結(jié)構(gòu)，可W實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，只要本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員無需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)，即可聯(lián)想到的實(shí)施方式，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高效節(jié)能矢量變頻控制柜，其特征在于，包括，操作屏、PLC控制器、斷路器和變 頻器，所述操作屏通過總線與PLC控制器電連接，所述PLC控制器通過總線與變頻器電連 接，三相交流電源通過所述斷路器與變頻器電連接，變頻器與電機(jī)電連接；操作屏、PLC控 制器和變頻器構(gòu)成現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)，總線采用PROFIBUS-DP結(jié)構(gòu)方式。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能矢量變頻控制柜，其特征在于，所述的斷路器安裝 設(shè)置有Q1-Q6總計(jì)6個(gè)，變頻器安裝設(shè)置有VFD1-VFD5總計(jì)5個(gè)，乳鋼機(jī)包括分別由5臺(tái) 交流電機(jī)拖動(dòng)的乳機(jī)、開卷機(jī)1、開卷機(jī)2、卷取機(jī)1和卷取機(jī)2,變頻器VFD1控制乳機(jī)的電 機(jī)，變頻器VFD2和VFD3分別控制開卷機(jī)1和開卷機(jī)2的電機(jī)，變頻器VFD4和VFD5分別控 制卷取機(jī)1和卷取機(jī)2的電機(jī)，在變頻器VFD1-VFD5的DC+、DC-端并聯(lián)接入制動(dòng)電阻R; 斷路器Q1為總電源開關(guān)，斷路器Q2為變頻器VFD1的電源開關(guān)，斷路器Q3為變頻器VFD2 的電源開關(guān)，斷路器Q4為變頻器VFD3的電源開關(guān)，斷路器Q5為變頻器VFD4的電源開關(guān)， 斷路器Q6為變頻器VFD5的電源開關(guān)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能矢量變頻控制柜，其特征在于，所述乳機(jī)、開卷機(jī) 和卷取機(jī)的每一個(gè)電機(jī)的軸端設(shè)置安裝有反饋編碼器，反饋編碼器與該電機(jī)的變頻器電連 接，將測得的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)通過總線傳入PLC控制器，參與該電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制及在操作屏 上顯示轉(zhuǎn)速。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高效節(jié)能矢量變頻控制柜，其特征在于，所述乳鋼機(jī) 的外部設(shè)置安裝有旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)SQ1和SQ2,上述接近開關(guān)SQ1和SQ2與PLC控制器 電連接，鋼帶在乳鋼機(jī)上傳送過程中帶動(dòng)碼盤旋轉(zhuǎn)，使接近開關(guān)SQ1和SQ2得到通斷的電信 號(hào)，PLC控制器根據(jù)這些通斷信號(hào)來判斷鋼帶是否斷帶。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能矢量變頻控制柜，其特征在于，所述的操作屏 采用西門子公司的0P270,PLC控制器采用西門子公司的S7-300,變頻器采用的型號(hào)是 VFD900CT43F21A3。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種高效節(jié)能矢量變頻控制柜，其中，操作屏通過總線與PLC控制器電連接，PLC控制器通過總線與變頻器電連接，三相交流電源通過斷路器與變頻器電連接，變頻器與電機(jī)電連接；操作屏、PLC和變頻器構(gòu)成現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)<b>，</b>總線為PROFIBUS–DP方式。有益效果是，采用PLC控制器、高性能變頻器控制交流電機(jī)的調(diào)速，進(jìn)一步控制軋鋼機(jī)矢量運(yùn)行，克服原系統(tǒng)設(shè)備多、體積大、效率低等缺點(diǎn)，系統(tǒng)具備再生控制功能，通過組建公共直流母線的運(yùn)行方式，在公共直流區(qū)接入制動(dòng)電阻，方便軋機(jī)快速往復(fù)工作的需要，同時(shí)提供了多重保護(hù)，發(fā)生故障時(shí)，人機(jī)接口自動(dòng)顯示報(bào)警，自動(dòng)保護(hù)停機(jī)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)變頻器調(diào)速使電機(jī)的同步協(xié)調(diào)運(yùn)行。
【IPC分類】H02P21/00
【公開號(hào)】CN205029581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520801586
【發(fā)明人】王宏, 趙福利, 劉影
【申請(qǐng)人】天津市詹佛斯科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日