交流伺服控制系統(tǒng)在濟(jì)鋼連鑄機(jī)中的應(yīng)用研究.pdf

1、進(jìn)入二十一世紀(jì)，鋼鐵企業(yè)面臨著重大抉擇，鋼鐵市場需求向深層次、寬領(lǐng)域拓展，環(huán)境和資源對鋼鐵行業(yè)發(fā)出了新的呼喚，提出了新的要求，這都需要先進(jìn)技術(shù)裝備的支持。工藝裝備水平標(biāo)志著一個鋼鐵企業(yè)整體競爭能力的高低，是生命線，更是占領(lǐng)市場競爭制高點的脊梁。國內(nèi)外經(jīng)驗表明，采用新工藝、新技術(shù)、新型設(shè)備、大型化、自動化和電子計算機(jī)的應(yīng)用是達(dá)到高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能降耗、多品種和低成本的有效辦法。濟(jì)鋼ASPl700薄板坯連鑄連軋項目是濟(jì)鋼集團(tuán)總公司實現(xiàn)結(jié)

2、構(gòu)調(diào)整，產(chǎn)品升級換代，打造國內(nèi)一流、國際先進(jìn)的精品板材基地的核心工程，是濟(jì)鋼的生命線工程。該工程主體部分由鞍鋼承擔(dān)設(shè)計、制造、開發(fā)、建設(shè)，是我國第一條具有自主知識產(chǎn)權(quán)的短流程連鑄連軋生產(chǎn)線，其工藝先進(jìn)、合理，自動化設(shè)備程度高，設(shè)備運行可靠，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，在市場上具有很強(qiáng)的競爭力。 連鑄的目的是把鋼水澆注成鑄坯，只靠人工控制是很難實現(xiàn)并保證高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的，尤其是滿足連鑄連軋的連鑄機(jī)，人工控制更是不可想象。隨著材料技

3、術(shù)、電力電子技術(shù)、控制理論技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的快速發(fā)展以及電機(jī)制造工藝水平的逐步提高，交流伺服技術(shù)一交流伺服電機(jī)和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。交流伺服驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動化的基礎(chǔ)技術(shù)之一，并將逐漸取代直流伺服系統(tǒng)。在濟(jì)鋼ASP1700薄板坯連鑄連軋項目中，連鑄機(jī)結(jié)晶器調(diào)寬系統(tǒng)采用了新型全數(shù)字交流伺服控制系統(tǒng)，代表當(dāng)今世界最先進(jìn)控制水平。 本文結(jié)合結(jié)晶器調(diào)寬系統(tǒng)在連鑄機(jī)中的應(yīng)用，主要對西門子運動控制器、

4、PLC系統(tǒng)、伺服電動機(jī)以及現(xiàn)場總線的應(yīng)用進(jìn)行研究，以便彌補國內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白，為國內(nèi)鋼鐵企業(yè)提供交流伺服控制構(gòu)成的結(jié)晶器調(diào)寬裝置系統(tǒng)。圍繞這一目標(biāo)，本文就以下幾個方面進(jìn)行了深入的研究。 1．MC運動控制器控制系統(tǒng)構(gòu)建及參數(shù)設(shè)定：傳統(tǒng)的交流伺服系統(tǒng)只能實現(xiàn)對速度的閉環(huán)控制，還不能直接實現(xiàn)對位置的閉環(huán)控制。要實現(xiàn)對位置的閉環(huán)控制，必須在伺服電機(jī)和控制系統(tǒng)之間構(gòu)成一個位置環(huán)。西門子運動控制器實際是一個帶位置環(huán)的變頻器，它通過電機(jī)

5、帶的解析器與裝置內(nèi)的伺服單元構(gòu)成位置環(huán)，本文詳細(xì)研究了系統(tǒng)位置環(huán)的建立及MC控制器在伺服控制應(yīng)用。2．現(xiàn)場總線硬件軟件的設(shè)計及配置：系統(tǒng)采用西門子系列的觸摸屏、PLC、MC運動控制器均具有PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展功能。本文深入對PROFIBUS-DP硬件配置，軟件編程以及MC運動控制器通訊參數(shù)進(jìn)行了深入的研究。 3．PLC及人機(jī)界面硬件軟件設(shè)計及配置：實現(xiàn)調(diào)寬系統(tǒng)的工藝要求及控制系統(tǒng)之間的通訊，最終需要PLC應(yīng)用程序來實

6、現(xiàn)。本文詳細(xì)研究西門子PLC系統(tǒng)的硬件配置及STEP7軟件的開發(fā)及應(yīng)用，也深入研究了TP270的硬件配置及PROTOOL軟件的開發(fā)及應(yīng)用。 本文在對結(jié)晶器調(diào)寬交流伺服系統(tǒng)研究的同時，也總結(jié)了伺服系統(tǒng)的的發(fā)展歷程，以及伺服系統(tǒng)的發(fā)展原因，對運動控制器的發(fā)展以及將來的應(yīng)用提出了獨到的見解。 隨著自動化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，交流伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用已走出機(jī)械加工行業(yè)，越來越多地應(yīng)用于其它自動化設(shè)備控制，如冶金機(jī)械，木工機(jī)械，紡織機(jī)械