摘要：在帶鋼的彩色涂層生產(chǎn)線機組中，輥涂機采用變頻器調(diào)速控制，變頻器通過現(xiàn)場總線PROUFIBS與PLC控制設(shè)備聯(lián)接構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對輥涂機的工藝操作及速度控制，由于采用了網(wǎng)絡(luò)控制，使得輥涂機能夠根據(jù)全線生產(chǎn)狀態(tài)而隨時調(diào)節(jié)各輥速度，以保證帶鋼表面涂層質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：變頻器；輥涂機；PROUFIBUS
1 概述
輥涂機是帶鋼彩色涂層生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備，它的運行決定了降層厚度和涂層質(zhì)量，并且直接影響機紐的作業(yè)率，因此，必須正確選擇較適宜的涂敷設(shè)備和最佳的涂敷工藝。使機組發(fā)揮最大效益，輥涂機是目前使用最廣泛的涂敷設(shè)備，它具有工藝靈活，操作方便節(jié)省涂料、涂層厚度易于控制等優(yōu)點。
輥涂帆的命名一般按輥涂方法來分婁，如：二輥式輥緣機，三輥式輥豫機，正向輥潦機，反向輥橡機等等輥涂法的基本類型很多，在同一臺輥溶機上，又可采用不同的輥涂方法，這主要依工藝情況來定，最常用的輥馀方法有自然輥涂法、自然反轉(zhuǎn)法、全反轉(zhuǎn)法。為了滿足各種擦l料，涂層厚度及不同的基材的需要，保證工藝所要求的各輥及帶鋼之間的不同速比，目前，輥涂機的各涂層輥基車都是采用單獨驅(qū)動的方式在南方鋼鐵公司1250MM寬帶鋼彩色崍層生產(chǎn)線機組中現(xiàn)用輥埭機為二輥式輥涂機，采用的輥涂方法為二輥自然反轉(zhuǎn)法。


2 二輥自然反轉(zhuǎn)法工作原理
從圖1可知，二輥自反轉(zhuǎn)法的工作原理即：涂輥的旋轉(zhuǎn)方向與錒帶運行方向相反，粘料輥的旋轉(zhuǎn)方向順著涂輥的旋轉(zhuǎn)方向相向運行。鋼板涂層厚度的控制通過改變各輥的相對速度，間隙（擠壓力）來實現(xiàn)。在各輥間隙一定情況下，潦輥的速度要跟隨支撐輥的速度變化而變化，即鋼帶（機組）的運行速度變化，設(shè)機組運行速度為l00％，通常情況下涂料輥的速度為帶鋼運行速度的50％～150％，粘料輥的速度約為帶鋼運行速度的20％～60％，但由于不同的涂料和不同的基材以及不同要求的涂層厚度。所以，各輥的建度有時要根據(jù)生產(chǎn)工藝來確定，這是滌層工藝的本身特點所決定的，針對這一特點涂輥驅(qū)動裝置我們選用了變額器驅(qū)動，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊進行工藝操作及速度控制。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)操作方便，能滿足不同工藝要求所需的各工作輥的速度。大大節(jié)省設(shè)備成率及生產(chǎn)成本。系統(tǒng)控制碾理姐圖2所示。



（1）變頻器電機的選擇
南方鋼鐵公司彩涂線機組運行速度不高，帶鋼運行的速度一般在30—40／Min之間，涂輥電機通常要在低轉(zhuǎn)速下運行，要保證鋼帶表面婊層均勻，因此要求涂輥電機低速性能好．轉(zhuǎn)矩平滑，在低頻運行時能保持恒轉(zhuǎn)矩轄出，普通的三相異步電動機很難滿足這個要求，固此我們的涂輥電機選擇了上海南洋電機廠生產(chǎn)的Y1sP系列變額調(diào)逮三相異步電動機，該系列變頻調(diào)速三帽異步電動機是為配合國內(nèi)外各糞高性能IGBT脈寬詞制變額器而特殊設(shè)計的．電機在高頻運行時有較強的過載能力，在低頻運行時保持恒轉(zhuǎn)矩輸出。并且使用時一般不需配用外接濾波器。YTSP系列的冷卻方式有兩種：一種為IC411 系刊，一種為1C416系列，我們選用了Ic416系列，談系列有單獨的軸流風(fēng)機強迫通風(fēng)，可以保證電機在低速（5Hz）運行時溫升不超過允許值 。
根據(jù)涂輥變頗電機的性能特點及控制要求，按照電機的各項額定參數(shù)，并考慮一定的裕量我們選定西門子Micro—Master440變頻器來控制涂輥電機。MicroMaster440變頻器是西門子全新一代變頻器，除了其它同類變頻器的基本功能外，獨具以下功能：采用靈活的組態(tài)設(shè)計，可按需要配置不同操作面板，內(nèi)置Rs485／232接口，方便與上位機通，可利用SIMOVIS調(diào)試軟件，提供PROFIBUS選件，與SIEMENS PROFIDRIVE軟件兼容，便于實現(xiàn)全集成自動化系統(tǒng)。MicroMaster440的矢量控制，在低頻和反轉(zhuǎn)時都有優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩輸出特性。PROFIBUS接口和操作員接口可同時使用，可實現(xiàn)本機參數(shù)化和診斷功能。
（2）涂輥電機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)

① 變頻器對電機速度的控制可以通過多種方式實現(xiàn)，即可以通過變頻器前面板上的按鍵實現(xiàn)本地控制，也可以通過PROFIBUS現(xiàn)場總線來控制，也可以通過操作臺上的電位器模擬量輸入來控制。

② 控制粘料輥和涂輥電機的變頻器上配有PROFIBUS模塊，通過PR0nBUS接口與總線連接，與生產(chǎn)線其它傳動系統(tǒng)一起和PLC構(gòu)成了PR0nBUS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。

⑧ 變頻電機速度控制實現(xiàn)過程： PLC通過PROFIBUS現(xiàn)場總線讀取生產(chǎn)線上的傳動裝置的速度值，即生產(chǎn)線上帶鋼的速度，然后根據(jù)二輥自然反轉(zhuǎn)法工作原理對輥涂機粘料輥和涂輥之間的速度關(guān)系進行運算，把運算結(jié)果通過現(xiàn)場總線傳送給變頻器來控制電機速度，但由于不同的涂料和不同的基材以及不同要求的涂層厚度，所以，對粘料輥和涂輥的速度要分配不同的速度信號值，這可以通過兩種方式來實現(xiàn)：1預(yù)先作一個工藝表，根據(jù)工藝要求選取工藝表中一種工作狀態(tài)給輥涂機的粘料輥和涂輥分配工藝速度。2可通過操作臺上的電位器人工進行調(diào)整，操作臺電位器的信號也是通過現(xiàn)場總線傳送到眥，PLC把來自操作臺電位器上的值與PLC先前運算的值再進行疊加運算，再將最后運算的結(jié)果傳送到變頻器，調(diào)整涂機粘料輥和涂輥的速度值，從而滿足生產(chǎn)工藝要求。

④ 在控制操作臺上裝有粘料輥和涂輥速度實際值的速度表，用來顯示輥涂機涂輥和粘料輥的實際線速度，同時在控制操作臺上還設(shè)置有粘料輥和涂輥工作狀態(tài)的信號顯示裝置。

3 運行效果和總結(jié)

輥涂機采用變頻器調(diào)速系統(tǒng)，滿足了工藝生產(chǎn)要求同時投資較為節(jié)省，設(shè)備安裝調(diào)試方便，南方鋼鐵公司的輥涂機白2003年投入生產(chǎn)運行以來，設(shè)備運行穩(wěn)定，設(shè)備維護工作量少，設(shè)備生產(chǎn)率得到了提高，取得了很好的經(jīng)濟效益。輥涂機采用變頻器調(diào)速系統(tǒng)，PROFIBUS現(xiàn)場總線控制的方式不但能滿足現(xiàn)代化企業(yè)的工業(yè)控制系統(tǒng)的要求，而且系統(tǒng)運行穩(wěn)定，操作靈活，調(diào)試方便。