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[摘 要]随着邯钢的快速发展，为了拓展产品结构，邯钢大型轧钢厂开发特种方坯，以应对市场对特种钢材的需求。方坯冷床是方坯生产收集过程中重要的一环，其采用的惠斯顿上、下料系统，使用2台电机同轴拖动，以保证生产的正常运行。为实现这一工艺过程，邯钢大型轧钢厂采用了西门子S120系统的主从控制。
[关键词]方坯 惠斯顿上下料系统 主从控制
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0253-01
[Abstract]With the quick development of Handan Steel and the market of the demands， In order to expand the product structure， hangang large special billet rolling development， to meet market demand for special steel. Billet cooling bed is billet production collection process important link， its use， upper and lower feed SWIDEN system， use 2 motors coaxial drag， in order to ensure the normal operation of production. To achieve this process， hangang large rolling adopted Siemens S120 master-slave control system.
[Key words]Billet； Upper and lower feed SWIDEN system； Master-slave control
邯钢大型轧钢厂方坯通过2台热锯定尺锯切后，由惠斯顿上料、给料装置运输集排到冷床上，最后再由惠斯顿给料装置进行下线处理。如图一。
方坯冷床惠斯顿上料、给料、下料装置根据其工艺要求，需由两台电机同时控制，采用刚性连接。但是异步电机的滑差特性决定了使用2台以上电机同时驱动同一刚性负载时，会出现负载分配不均匀问题，有时甚至出现在轻负载或无负载状态下一台拖着另一台电机运行，即一台处于发电状态而另一台处于电动状态。为避免这种情况发生，各电机之间需实现运行速度相同，且转矩平均分配。为此，电机的变频器需实现速度及转矩分配的控制，变频器的这种控制方法被称为电机主从控制。针对大型轧钢厂方坯冷床同轴电机链接的刚性特性，需采用直接转矩分配的主从控制方法。
配置直接转矩控制方式，需将主电机设定在速度控制模式下工作，而从电机设定在转矩模式下工作。并将主电机的转矩设定值设为从电机的转矩给定值。只有这样才能保证主从系统运行过程中，从电机的转矩与主电机始终一致，并且由于刚性机械结构的原因，从电机的速度一直与主点机的相同，这样就实现了转矩分配。从电机转矩将跟随主电机的转矩，主从系统将依照主电机的速度环运转，且转矩的响应也比较快。
因方坯冷床设计使用CU320作为控制单元且同轴刚性连接的两台电机矢量轴在不同CU320下，主从数据交换经过讨论研究，决定通过TM31端子模块DI/DO和AI/AO实现。
通过TM31的AO1和AI1把MASTER装置的转矩设定值发送到SLAVE装置，SLAVE装置选择转矩控制。从MASTER的模拟量端子分别输出频率指令及转矩指令，频率指令用0-10V的信号，转矩指令用-10V～10V的信号。SLAVE的频率指令接受MASTER的输出信号作为速度限制，SLAVE的转矩指令接受MASTER的输出信号作为转矩指令
由于用到TM31的AO1和AI1，使用0～10V信号，因此S5.0设定为左侧，用电压模拟量信号。
将两台同轴电机所在的不同CU320下的TM31对应的AO X522.1.2←---→AI X522.1.2用信号线连接，如图三：
选择通过参数直接设置主从控制，在STATERR软件中，选择DECTOR，在其下的EXPERT LIST中打开TM31_AI.AO.CDL参数表。设定的主动电机，其AI，P4056[0]改成[4]（-10V～10V），从动电机，其AO，P4076[0]改成[4] （-10V～10V）。
再更改主电机所在TM31下的参数列表中的部分参数，如图四：
P4071.0=Vector x：r1480改为P1503.0=TM31：r4055.0，P1501.0=1
TM31_AO1：P4076.0=4，TM31_AI1：P4056.0=4，使用-10V～10V信号，否则负向转矩不能发送。
并保持主从电机速度斜坡和圆弧时间一致，即P1120=P1121=1S，P1130=P1131=0.1S。
最后在主电机P4017（0）中改变其数值，从0到100%，观察从电机对应参数P4017（0）是否对应改变。以确定数据是否同步发送。
最后经过现场实际运行带载测试同轴刚性连接的主从控制得以实现。完全满足方坯生产的的相关工艺需求。
[关键词]方坯 惠斯顿上下料系统 主从控制
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0253-01
[Abstract]With the quick development of Handan Steel and the market of the demands， In order to expand the product structure， hangang large special billet rolling development， to meet market demand for special steel. Billet cooling bed is billet production collection process important link， its use， upper and lower feed SWIDEN system， use 2 motors coaxial drag， in order to ensure the normal operation of production. To achieve this process， hangang large rolling adopted Siemens S120 master-slave control system.
[Key words]Billet； Upper and lower feed SWIDEN system； Master-slave control
邯钢大型轧钢厂方坯通过2台热锯定尺锯切后，由惠斯顿上料、给料装置运输集排到冷床上，最后再由惠斯顿给料装置进行下线处理。如图一。
方坯冷床惠斯顿上料、给料、下料装置根据其工艺要求，需由两台电机同时控制，采用刚性连接。但是异步电机的滑差特性决定了使用2台以上电机同时驱动同一刚性负载时，会出现负载分配不均匀问题，有时甚至出现在轻负载或无负载状态下一台拖着另一台电机运行，即一台处于发电状态而另一台处于电动状态。为避免这种情况发生，各电机之间需实现运行速度相同，且转矩平均分配。为此，电机的变频器需实现速度及转矩分配的控制，变频器的这种控制方法被称为电机主从控制。针对大型轧钢厂方坯冷床同轴电机链接的刚性特性，需采用直接转矩分配的主从控制方法。
配置直接转矩控制方式，需将主电机设定在速度控制模式下工作，而从电机设定在转矩模式下工作。并将主电机的转矩设定值设为从电机的转矩给定值。只有这样才能保证主从系统运行过程中，从电机的转矩与主电机始终一致，并且由于刚性机械结构的原因，从电机的速度一直与主点机的相同，这样就实现了转矩分配。从电机转矩将跟随主电机的转矩，主从系统将依照主电机的速度环运转，且转矩的响应也比较快。
因方坯冷床设计使用CU320作为控制单元且同轴刚性连接的两台电机矢量轴在不同CU320下，主从数据交换经过讨论研究，决定通过TM31端子模块DI/DO和AI/AO实现。
通过TM31的AO1和AI1把MASTER装置的转矩设定值发送到SLAVE装置，SLAVE装置选择转矩控制。从MASTER的模拟量端子分别输出频率指令及转矩指令，频率指令用0-10V的信号，转矩指令用-10V～10V的信号。SLAVE的频率指令接受MASTER的输出信号作为速度限制，SLAVE的转矩指令接受MASTER的输出信号作为转矩指令
由于用到TM31的AO1和AI1，使用0～10V信号，因此S5.0设定为左侧，用电压模拟量信号。
将两台同轴电机所在的不同CU320下的TM31对应的AO X522.1.2←---→AI X522.1.2用信号线连接，如图三：
选择通过参数直接设置主从控制，在STATERR软件中，选择DECTOR，在其下的EXPERT LIST中打开TM31_AI.AO.CDL参数表。设定的主动电机，其AI，P4056[0]改成[4]（-10V～10V），从动电机，其AO，P4076[0]改成[4] （-10V～10V）。
再更改主电机所在TM31下的参数列表中的部分参数，如图四：
P4071.0=Vector x：r1480改为P1503.0=TM31：r4055.0，P1501.0=1
TM31_AO1：P4076.0=4，TM31_AI1：P4056.0=4，使用-10V～10V信号，否则负向转矩不能发送。
并保持主从电机速度斜坡和圆弧时间一致，即P1120=P1121=1S，P1130=P1131=0.1S。
最后在主电机P4017（0）中改变其数值，从0到100%，观察从电机对应参数P4017（0）是否对应改变。以确定数据是否同步发送。
最后经过现场实际运行带载测试同轴刚性连接的主从控制得以实现。完全满足方坯生产的的相关工艺需求。