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西门子标准变频器MM440 在冷轧及酸洗中的应用

时间:2014-12-03 18:24攀遧:未知阅读次数: 复制分享 我要评论

摘要:

  本文以薄板冷轧及酸洗生产线中的应用为背景,介绍了西门子标准变频器在冶
金行业生产线的应用。

关键词:MM440 冷轧酸洗

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