酒鋼200萬煉鋼有3座120t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐，1＃轉(zhuǎn)爐已經(jīng)于2005年4月份投產(chǎn)，2#和3#轉(zhuǎn)爐于2006年初投產(chǎn)，3座轉(zhuǎn)爐的傾動和氧槍系統(tǒng)均采用羅克韋爾自動化公司的Allen-Bradley Logix平臺控制系統(tǒng)ControlLogix、NetLinx網(wǎng)絡架構(gòu)ControlNet和基于磁場定向矢量控制技術的1336 Force交流
變頻器，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐傾動和氧槍系統(tǒng)的自動控制，其自診斷和保護功能可靠，降低了設備故障停機時間，大大提高了生產(chǎn)效率。
1 轉(zhuǎn)爐傾動負載特性分析
在轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)中，爐體傾動部分采用4臺傾動電機，通過減速機剛性連接，并采用全懸掛固定方式和扭力桿力矩吸收方式，如圖1所示。
根據(jù)工藝要求，轉(zhuǎn)爐的傾動角度為正反360°。轉(zhuǎn)爐爐口和爐底方向軸線與地平面垂直時為零位狀態(tài)。故爐子傾動負載力矩為角度的函數(shù)Mfz=f(θ)，屬于反陰性的位能負載。另外，據(jù)工藝設計說明，轉(zhuǎn)爐按正力矩設計，即爐子耳軸下部比上部高，下部比上部重。從而確保轉(zhuǎn)爐電控系統(tǒng)失靈或抱閘力不夠時，能靠爐體自身的正力矩來確保爐口向上，這樣不至于發(fā)生倒鋼等事故。但當維修爐拆除爐底后以及爐口粘鋼渣太多時，爐體可能出現(xiàn)上部較下部重，由于液體鋼水重心隨轉(zhuǎn)爐傾角的變化而變化，這樣在修爐和出渣或出鋼時，可能出現(xiàn)負力矩。當爐體處于正力矩狀態(tài)時，電機處于電動運行狀態(tài)，當爐體處于負力矩狀態(tài)時，電機處于回饋制動狀態(tài)，電機的機械特性和負載特性如圖2。
額定力矩／電流：1750N·m/230A;
速度反饋用
編碼器：30-3641IA-1024。
2 系統(tǒng)功能
2.1控制功能
轉(zhuǎn)爐傾動變頻系統(tǒng)各變頻器的控制分兩種方式：
（1）變頻裝置的單機調(diào)試、檢修在人機接口操作面板（HMI）上完成；
（2）設備聯(lián)動運行通過PLC系統(tǒng)實現(xiàn)（操作地點：正常生產(chǎn)時在中控室或機旁，聯(lián)機調(diào)試時在變頻器柜柜門）。
在任何一種情況下，均能保證控制方式的唯一性，而且控制方式的切換通過柜門上轉(zhuǎn)換開關、按鈕實現(xiàn)，方便、可靠。
轉(zhuǎn)爐4臺傾動變頻器在正常工作時以1主3從方式進行工作；當其中1臺故障時，余下3臺裝置轉(zhuǎn)換調(diào)整后以1主2從方式進行工作；進一步當其中2臺故障時，余下2臺裝置轉(zhuǎn)換調(diào)整后以1主1從方式進行工作。
2.2系統(tǒng)配置和功能實現(xiàn)
根據(jù)傾動機構(gòu)工藝要求及控制功能，每座轉(zhuǎn)爐傾動變頻系統(tǒng)配置了一套相對獨立的PLC（1#轉(zhuǎn)爐為PLC 12）系統(tǒng)，通過控制總線Control Net網(wǎng)絡接口實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐變頻器及PLC間的通訊（如圖3），同時實現(xiàn)與轉(zhuǎn)爐主PLC（1＃轉(zhuǎn)爐為PLC11）系統(tǒng)的通訊（如圖4）。系統(tǒng)主要硬件配置如下：
傾動變頻器：1336T-B250-AA-GT3EN-L4，4臺（含制動組件）；ControlNet光纖模塊：1786-RPFS，4塊；控制系統(tǒng)：1756-L55M22 Logix5555控制器1個。
在轉(zhuǎn)爐傳動變頻控制系統(tǒng)中，4臺變頻器通過光纖連接，構(gòu)成主從應用工作組，工作時其中一臺設為主傳動工作方式，另三臺工作在從傳動方式，從傳動變頻器以轉(zhuǎn)矩模式工作，主變頻器速度由PLC系統(tǒng)通過變頻器I/O口給定，主變頻器通過Drive-to-Drive Link通訊向從機發(fā)送運行信息，內(nèi)容包括主機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩及開關狀態(tài)等，由主從裝置參數(shù)設定自動實現(xiàn)與主傳動的速度／轉(zhuǎn)矩跟蹤和轉(zhuǎn)矩準確分配，實現(xiàn)了多電機傳動中速度同步和轉(zhuǎn)矩分配。
系統(tǒng)正常運行時，PLC系統(tǒng)通過CNB
總線與轉(zhuǎn)爐傾動變頻器正常通訊，實現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)采集。當因某種原因引起故障時，例如某臺從變頻器或電機故障時，故障變頻器自動停止工作，另外三臺變頻器繼續(xù)工作，主變頻器控制負載在這三臺變頻器之間平均分配；當主變頻器或電機出現(xiàn)故障時，主變頻器停止工作，并發(fā)出故障信號，此時可設置另外一臺變頻器為主傳動，組成新的主／從工作組，按主／從方式繼續(xù)工作，新的主變頻器負責速度控制和負載分配。
另外，轉(zhuǎn)爐傾動需嚴格監(jiān)控，防止出現(xiàn)“溜車”故障，在轉(zhuǎn)爐傳動變頻控制系統(tǒng)中，利用了PLC控制程序，使抱閘在系統(tǒng)起動后轉(zhuǎn)矩建立在一定的輸出轉(zhuǎn)矩時松開，在系統(tǒng)停止后轉(zhuǎn)矩下降至一定的輸出轉(zhuǎn)矩時抱緊，大大提高了系統(tǒng)應用的可靠性。
為了監(jiān)控轉(zhuǎn)爐的傾動的位置，在設備主軸上安裝有
編碼器，通過現(xiàn)場總線將信號傳送到PLC系統(tǒng)，通過PLC來計算、轉(zhuǎn)換，在畫面上顯示。
3 1336 FORCE變頻器的參數(shù)設置及鏈接
3.1 1336 FORCE變頻器的參數(shù)設置
由于變頻器功能參數(shù)很多，實際應用中，沒有必要對每一參數(shù)進行設置和調(diào)試，多數(shù)可采用缺省值，有些參數(shù)可以通過做AUTOTUNE后產(chǎn)生，如速度調(diào)節(jié)器和滑差調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)、額定轉(zhuǎn)速和額定電流下的Q軸和D軸電壓、電機的額定和最大最小滑差頻率等等，不需人工設定。而有些參數(shù)則要根據(jù)電機的負載特性和功能來設定，主要設置的參數(shù)為電機銘牌參數(shù)，極限參數(shù)（包括速度和電流），定標參數(shù)，鏈接參數(shù)和通訊口等。另外，更換同型號電機后，可以繼續(xù)使用原有參數(shù)而不需要改變。但反饋類型改變后，由于對整個系統(tǒng)的影響較大，需要重新做AUTOTUNE。根據(jù)傾動電機工藝參數(shù)和相關特性，表1列出了1＃傾動變頻器部分參數(shù)的設置。
3.2 變頻器的參數(shù)鏈接
通過參數(shù)鏈接，可以實現(xiàn)PLC對變頻器啟停信號的控制，變頻器反饋信號的接收以及變頻器與變頻器之間信號的傳輸。表2以1＃傾動變頻器為例說明參數(shù)鏈接與PLC的對應關系。
4 結(jié)束語
酒鋼200萬煉鋼1#轉(zhuǎn)爐于2005年4月投產(chǎn)以來，傾動變頻器系統(tǒng)滿足工藝要求，運行穩(wěn)定可靠，取得了良好的效果。(e
