西门子s120变频器在连铸生产中典型应用

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1、西门子S120变频器在连铸生产中典型应用　　【摘要】本文着重阐述随着新一代变频器的升级换代和产品更新，西门子传统的6SE70矢量型变频器逐渐被sinamicsS120变频器替代，重点讨论新一代驱动产品S120型变频器在连铸生产使用中替代6SE70变频器过程中的选型和功能使用。【关键词】连铸机变频器S120矢量控制中图分类号：TN773文献标识码：A文章编号：1.前言冶金企业在国民经济发展中始终占有重要地位，尽管我国目前已经成为世界钢铁的生产和消费大国，但在技术经济等各方面指标与发达国家间仍存在较大差距，要缩小差距很重要的一点就是设备装机水平和控制水平的升级换代

2、，在旧项目改造中对电控设备的升级是提升控制精度和产品质量的有效手段，而且成本较低，新建项目在设备选型时必须考虑主流技术发展需要和备品备件的更换成本。变频器的发展与当前电力电子器件、变流技术和集成电路的飞速发展密切相关，而且国民经济增长的主导形式正在向消费领域过渡，所以，对产品和生产过程的精确控制成为制造加工类企业在市场经济竞争中能否取胜的关键。2.某炼钢厂1400板坯连铸机传动控制现状62.1连铸机生产流程及传动配置2.1.1生产流程连铸机是用于直接将钢水铸成各种规格钢坯的设备，某炼钢厂2#板坯连铸机，为下游1250连轧线输送钢坯。连铸生产流程是由转炉或精炼炉

3、冶炼出来的合格钢水由吊车运送至连铸机浇注平台的钢包回转台受包位置，钢包回转台旋转180°，将钢包旋转到浇注位置的中间罐的上方，准备工序完成后开始浇铸，钢水经由大包进入中间包，经过结晶器一次冷却结坯壳，通过13个扇形段二次冷却弯曲矫直成板坯，在切割机切成定尺坯后还要进入去毛刺机区域进行去毛刺操作，去毛刺后的板坯进入板坯库储存或直接送进加轧机热炉保温等待轧制。2.1.2传动配置6连铸机扇形段拉矫系统13个段组成，驱动电机有22台YTSP变频电机，对每台变频电机进行带编码器的速度矢量控制，速度反馈采用脉冲编码器，该编码器又做为引锭杆跟踪系统的脉冲计数信号，为了保证板

4、坯浇铸过程的安全，不出现漏钢现象，在整个板坯浇铸过程的全程均要求保持板坯拉矫速度的相对稳定，还要求设备力矩的合理分配，必须达到对整个扇形段传动系统的精确控制。由22台S120单轴AC-AC变频器组成的扇形段传动控制系统很好的完成了设计需求，满足了工艺对速度控制和力矩平衡的要求，确保整个扇形段传动系统的稳定运行。2.2西门子SinamicsS120变频器概述西门子SinamicsS120作为一款全新的高性能变频器，针对单轴应用和多轴传动应用，特别是多轴控制这一市场，采用众多先进技术，设备体积大大缩小，理念更加环保，性能更加优异。Sinamicss120特别适合于

5、高精度控制、高动态响应、复杂传动的应用场合，擅长于机械制造和生产加工线的构建，在冶金设备、造纸设备、提升设备、输送设备、机床设备等领域均有良好的应用。S120ac/ac单轴驱动器最大功率可以到250KW，DC/AC多轴可以到1200KW,可以满足大多数生产设备的运行需要。集v/f、矢量控制、高精度高性能的伺服多种模式控制于一身，采用模块化结构，V/F控制方式下单CU320板可以完成最多12个轴的控制，矢量和伺服控制方式下单CU320板可以完成最多6个轴的控制。不仅在性能上全面替代6SE70，而且全面超越6SE70。2.3变频传动系统配置6根据连铸机生产工艺的要

6、求，需要使用变频调速的设备主要有扇形段拉矫机电机、中间包车横移电机、蒸汽排出风机电机、切割机辊道、运输辊道、切割机大车行走电机、去毛刺电机、去毛刺辊道。其中扇形段拉矫机电机和切割机大车行走电机需要矢量控制，采用S120的单轴变频器驱动方式；中间包车横移电机、蒸汽排出风机电机、切割机辊道、运输辊道、去毛刺电机、去毛刺辊道等采用V/f控制，采用G120变频器控制。其中关键点和难点是扇形段拉矫机电机的控制。SinamicsS120ac/ac单轴驱动器由电源功率模块PM340、控制单元（CU310Dp）、端子模块（tm31）、编码器适配模块SMC30组成，其中控制单元

7、CU310DP与端子模块、编码器模块间均通过Drive-CliQ电缆通讯。这种模块化结构也方便了驱动器各模块组件的更换，提高了故障处理能力。考虑到连铸拉矫机工艺特点，须保证某台变频器出现故障后不会影响其他变频器的正常运行，选型时采用单个变频器独立驱动扇形段电机的方式，由独立的控制单元CU310DP和功率单元PM340构成，主回路由负荷开关、熔断器、接触器、进线电抗器、变频器、出线电抗器和电机，以及制动电阻、抱闸设备和速度反馈编码器组成。同时结合扇形段电机本地和远程两地操作的需要，正常生产时由远程PLC通过现场总线Profibus-Dp网络传送数据控制变频器的启

8、停和运行等信号，当PLC系统或Prof