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西门子标准变频器MM440 在冷轧及酸洗中的应用
xiao_xiao1 发表于 2009/5/21 12:53:39 479 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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一．引言
随着人民生活水平及物质需求的提高，尤其是汽车、家电、食品行业的快速发展，冷轧和涂层深加工产品的生产能力、品种质量与市场需求的差距加大，对冷轧产品的需求量急剧增加。冷轧带钢轧机最初是以可逆轧制的方式进行生产，但由于这种轧机速度低，产量低，因此大规模、高效率的生产优质冷轧薄带钢，目前主要在连续式冷连轧上进行。
冷轧板带材具有尺寸精度高、表面质量好、组织性能好等特点，但摩擦磨损对轧制过程的影响，借助轧制工艺润滑可以有效的降低和控制轧制过程摩擦磨损。典型的冷轧联合机组是由酸洗部分与冷轧机组成全连续无头轧制。连续酸洗生产线由入口段、酸洗工艺段、出口段三部分组成。其中酸洗工艺段主要进行带钢酸洗、漂洗、烘干等处理。酸液、冷凝水都要循环供给，控制浓度。
板带冷轧工艺润滑采用的是乳化液循环使用，以前多用电机带泵定速运行靠阀调节压力，今年多采用电机调速根据轧制速度调压。酸洗、漂洗也需要根据带钢运行速度、张力调节酸洗槽、漂洗槽中液位及湍流系数，已达到良好的酸洗效果。其中传动部分大量采用西门子MM440 变频器，在实际生产中取得了令人满意的效果。
二．系统介绍
在冷连轧生产线自动化系统中，采用西门子 PLC 作为系统的控制中心，传动部分中回乳泵、供乳泵、酸循环泵的传动采用MM440，运行稳定。
三．控制系统构成
驱动设备：采用西门子通用变频器 MM440 系列，是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。MM440 系列变频器是由微处理器控制，采用IGBT 作为功率输出器件的西门子最新一代变频器。他们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选择的，因而降低了电动机运行噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。
控制器：采用西门子 S7 系列控制器，通过PROFIBUS－DP 现场级总线，将生产线各部分的信号集合到PLC 完成出口及收集区自动化控制，继电连锁以及故障检测。并实现了多种设备之间的联系。
四．运行原理及功能
在轧制过程中需要对乳化液的压力和流量进行调整，并保证压力的稳定。
从理论上讲，泵具有以下特点：
? Q2=Q1(n2/n1),H2=H1(n2/n1)2,N2=N1(n2/n1)3
? 式中：Q-流量（米3/秒）；H-压力（公斤/米2 ）；N-总功率（千瓦）；n-转速（转/秒）
? 即流量 Q 与转速的一次方成正比，压力H 与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。
由泵的特性曲线所示：曲线 1 为泵在恒速n1 下压力—流量（H—Q）特性，曲线2 为泵的管网阻力（阀开度全开）特性，假设泵在设计时工作在A 点效率最高，输出流量Q1 为100%，此时轴功率N1 与Q1、H1 的乘机面积AH1OQ1 成正比。根据生产工艺要求，当流量需从Q1 减少到Q2（例如50%流量）时，如采用阀调节方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线3，系统由原来的工况点A 变到新的工况点B 运行，图中看出，压力反而增加，轴功率与面积BH2OQ2 成正比，减少不多。如果采用调速方式，泵转速由n1 降到n2，根据泵参数的比例定律，画出在转速n2 下的压力—流量（H—Q）特性如曲线4 所示，可见在满足同样流量的情况下，压力H3 大幅度降低，功率N3（相当于面积CH2OQ2）随着显著减少，节能的经济效益是很明显的。
在本冷连轧项目中应用了 24 台45KW、75KW 和160 KW MM440 控制循环泵、回乳泵、供乳泵电机。
五．变频器的主要调试参数
考虑到冷轧生产的技术保密问题，下面仅将涉及到的主要参数做简单罗列：
六．应用体会
在冷连轧生产线上应用MM440 变频器以来，由于有MM440 变频器性能合可靠性作为保证，不但控制精度提高而且产品质量大大提高了，而且节省了用电和维修费用，体会到了西门子MM440 变频器在技术上的可靠性以及在节能方面的优越性。