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[摘 要]通过对试样剪辊道电机进行变频改造，减少了因钢板在传送链上打滑、滚轮磨损等原因造成的长度定位不稳定、误差较大等缺陷。定尺剪取样钢板定位将更加准确，缩短位置调整时间，提高生产节奏。本系统自优化以来，运行平稳，满足了客户对取样的多样化要求。
[关键词]定尺剪 电机 变频
中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0350-01
0 前言
定尺剪将钢板剪切成所要求的定尺长度。钢板在定尺剪前，由磁力横移装置靠齐侧边，首先将钢板前端切齐（成直角），藉助剪机前后的测长辊或定尺机测长，按要求剪成定尺长度。对剖分后的两块钢板，可齐头进行定尺剪定尺剪切，也可藉助车间横移吊车或辊道下部的提升装置，“拆分”后顺序进行定尺剪切。试样在定尺剪上剪切，并由试样运输链送至检验室东侧的试样剪切间。试样剪切间内设有试样处理线，试样处理线由入/出口辊道、边部挡板、试样运输台架、试样标记装置、试样剪以及试样、废料输送链和废料收集箱等。剪切后的试样通过输送链送入检验室。
长度测量装置由剪机入口的测量辊及其支架组成，测量辊的尺寸为Ф190×30mm。测量辊用来测量分切板、切头长度。该辊应该有精确的周长，直接在钢板表面滚动，通过一个连接轴与一个脉冲发生器连接。测量辊离剪刃非常近，确保可以测量短板。测量辊上配有空气管，在工作过程中吹出稳定的气流。测量辊升降通过一个气缸动作来实现。摆动辊道用于钢板的输送并配合切头剪的剪切动作。采用单独传动，有6根辊子设置在一个框架上。在钢板剪切过程中，摆动辊道由液压缸控制上下升降。摆动辊道有3个位置，即剪切位置、正向运输位置及反向运输位置。
1、设备现状
试样剪装置主要由试样剪主体设备、试样剪倾斜辊道、试样剪输入辊道组成。取样钢板依次通过试样剪输入辊道、试样剪倾斜辊道到达待剪切位置。剪切定位就是确认样板长度。此功能由推钢装置、停钢装置、摆动辊道、输送辊道共同控制，并由剪切定位顺控执行。剪切定位过程如图l所示，由操作工在操作台上按下剪切定位按钮后开始执行。当模式为自动或半自动模式时，摆动辊道提升。这时判断钢板的长度，当待取样板小于或等于设定长度时，需要将推钢装置缩回并下降，而停钢装置到前进位。推钢装置前进至前进位或者停钢装置到停止位完成剪切定位。当待取样板大于设定长度时，停钢装置到停止位输送辊道开始转动至钢板到达停钢装置的停止位。操作工通过控制辊道正反方向转动进行取样钢板位置定位。由于辊道驱动电机工频供电，转速较快，控制精度相对较低。无法对取样钢板进行准确定位，严重影响生产节奏。
另外，原设计中，这些电机是通过马达控制中心用普通交流接触器控制的，由于工作时正、反转相当频繁，对齿轮马达冲击较大，易造成电机螺栓折断、电机联轴器损坏、齿轮箱齿轮打碎、电机绕组烧毁等事故，其中，螺栓折断和电机联轴器损坏占总损坏率的80%，维修工作量大，费时长，费用大。
2、解决方案及设备调试
2.1 方案
通过对现场设备使用情况进行分析，主要问题在于驱动电机运行速度过快，只能实现简单的正反转控制。根据工艺要求，选用的是ABB ACS 800系列变频器，该变频器用于电动机的速度和转矩控制，模块化设计，具有体积小、安装简便、节能能源、控制准确、安全可靠等特点。变频辊道电机由于采用变频启动，在启动过程汇总启动时间短，启动电流小，能够频繁启动，具有高过载能力，普遍應用在工业生产中。按现有的负载特性选择变频器的形式和容量。目前变频器产品比较成熟，功能也较全面，一般都能满足我们的要求，关键是选择变频器的额定电流。辊道电机不仅额定电流大，并且允许短时间内处于堵转工作状态，在整组传动的电机上，不能按电机容量来选择变频器，而应保证在无故障状态下负载总电流不超过变频器的额定电流。此外，所选的变频器外形尺寸尽可能与现有电气柜匹配。
主要技术数据如下：电源：三相380-415V±10%，380-500V±10%/660/690/±10%/48-63Hz，基波功率因数0.98；输出：三相，0-U供电，0-300Hz；控制接口：3个AI，2个AO，6个DI输入，3个继电器输出口。同时具有过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠压缓冲、电机欠/过载保护、堵转保护、串行通迅故障保护、AI信号的丢失保护等。
丰富的菜单功能：内置PID、PFC、预磁通等八种应用宏，只需选择需要的应用宏，相应的所有参数都自动设置，输入输出端子也将自动配置，这些预设的应用宏配置大大节约了调试时间，减少出错。将现有工频供电模式该为变频控制。通过才用ABB变频器对电机供电频率进行重新调整，从而降低电机转速。同时增加制动单元，以保证电机快速制动，定位准确。
2.2 设备调试
变频器固定在电气柜后，利用原有的电缆和线路，增设正、反转控制线，如图1所示（以三菱FR—A540型为例），主回路只需把原进接触器的三相电源空气开关NFB的3个端子，分别与变频器的R、S、T端子相接；控制正、反转信号从PC端经原正、反转接触器的常开辅助触头KMl、KM2，分别进入STF和STR端子，频率设定为全频接入方式，即端2与端10短接。接线检查正确无误后，可进入送电调试阶段。首先根据辊道电机的参数和负载情况预调变频器参数，输入加速时间、减速时间、上限频率、下限频率、适用负载、适用电机参数等。参数设定后必须重读一遍参数值，以免出错。在辊道电机空载试运行和加负荷运行中要逐步修正这些参数值，以满足工艺操作的要求。
3、设备改造效果
通过对试样剪辊道电机进行变频改造，减少了因钢板在传送链上打滑、滚轮磨损等原因造成的长度定位不稳定、误差较大等缺陷。完善了之前系统的不足，在合理利用资源的同时取得了更好的效果。定尺剪取样钢板定位将更加准确，缩短位置调整时间，提高生产节奏。本系统自优化以来，运行平稳，满足了客户对取样的多样化要求，各项指标都达到了预期要求。
作者简介
王猛，毕业于济南大学电气工程与自动化专业，目前为山钢集团莱钢宽厚板事业部运行车间助理工程师。
[关键词]定尺剪 电机 变频
中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0350-01
0 前言
定尺剪将钢板剪切成所要求的定尺长度。钢板在定尺剪前，由磁力横移装置靠齐侧边，首先将钢板前端切齐（成直角），藉助剪机前后的测长辊或定尺机测长，按要求剪成定尺长度。对剖分后的两块钢板，可齐头进行定尺剪定尺剪切，也可藉助车间横移吊车或辊道下部的提升装置，“拆分”后顺序进行定尺剪切。试样在定尺剪上剪切，并由试样运输链送至检验室东侧的试样剪切间。试样剪切间内设有试样处理线，试样处理线由入/出口辊道、边部挡板、试样运输台架、试样标记装置、试样剪以及试样、废料输送链和废料收集箱等。剪切后的试样通过输送链送入检验室。
长度测量装置由剪机入口的测量辊及其支架组成，测量辊的尺寸为Ф190×30mm。测量辊用来测量分切板、切头长度。该辊应该有精确的周长，直接在钢板表面滚动，通过一个连接轴与一个脉冲发生器连接。测量辊离剪刃非常近，确保可以测量短板。测量辊上配有空气管，在工作过程中吹出稳定的气流。测量辊升降通过一个气缸动作来实现。摆动辊道用于钢板的输送并配合切头剪的剪切动作。采用单独传动，有6根辊子设置在一个框架上。在钢板剪切过程中，摆动辊道由液压缸控制上下升降。摆动辊道有3个位置，即剪切位置、正向运输位置及反向运输位置。
1、设备现状
试样剪装置主要由试样剪主体设备、试样剪倾斜辊道、试样剪输入辊道组成。取样钢板依次通过试样剪输入辊道、试样剪倾斜辊道到达待剪切位置。剪切定位就是确认样板长度。此功能由推钢装置、停钢装置、摆动辊道、输送辊道共同控制，并由剪切定位顺控执行。剪切定位过程如图l所示，由操作工在操作台上按下剪切定位按钮后开始执行。当模式为自动或半自动模式时，摆动辊道提升。这时判断钢板的长度，当待取样板小于或等于设定长度时，需要将推钢装置缩回并下降，而停钢装置到前进位。推钢装置前进至前进位或者停钢装置到停止位完成剪切定位。当待取样板大于设定长度时，停钢装置到停止位输送辊道开始转动至钢板到达停钢装置的停止位。操作工通过控制辊道正反方向转动进行取样钢板位置定位。由于辊道驱动电机工频供电，转速较快，控制精度相对较低。无法对取样钢板进行准确定位，严重影响生产节奏。
另外，原设计中，这些电机是通过马达控制中心用普通交流接触器控制的，由于工作时正、反转相当频繁，对齿轮马达冲击较大，易造成电机螺栓折断、电机联轴器损坏、齿轮箱齿轮打碎、电机绕组烧毁等事故，其中，螺栓折断和电机联轴器损坏占总损坏率的80%，维修工作量大，费时长，费用大。
2、解决方案及设备调试
2.1 方案
通过对现场设备使用情况进行分析，主要问题在于驱动电机运行速度过快，只能实现简单的正反转控制。根据工艺要求，选用的是ABB ACS 800系列变频器，该变频器用于电动机的速度和转矩控制，模块化设计，具有体积小、安装简便、节能能源、控制准确、安全可靠等特点。变频辊道电机由于采用变频启动，在启动过程汇总启动时间短，启动电流小，能够频繁启动，具有高过载能力，普遍應用在工业生产中。按现有的负载特性选择变频器的形式和容量。目前变频器产品比较成熟，功能也较全面，一般都能满足我们的要求，关键是选择变频器的额定电流。辊道电机不仅额定电流大，并且允许短时间内处于堵转工作状态，在整组传动的电机上，不能按电机容量来选择变频器，而应保证在无故障状态下负载总电流不超过变频器的额定电流。此外，所选的变频器外形尺寸尽可能与现有电气柜匹配。
主要技术数据如下：电源：三相380-415V±10%，380-500V±10%/660/690/±10%/48-63Hz，基波功率因数0.98；输出：三相，0-U供电，0-300Hz；控制接口：3个AI，2个AO，6个DI输入，3个继电器输出口。同时具有过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠压缓冲、电机欠/过载保护、堵转保护、串行通迅故障保护、AI信号的丢失保护等。
丰富的菜单功能：内置PID、PFC、预磁通等八种应用宏，只需选择需要的应用宏，相应的所有参数都自动设置，输入输出端子也将自动配置，这些预设的应用宏配置大大节约了调试时间，减少出错。将现有工频供电模式该为变频控制。通过才用ABB变频器对电机供电频率进行重新调整，从而降低电机转速。同时增加制动单元，以保证电机快速制动，定位准确。
2.2 设备调试
变频器固定在电气柜后，利用原有的电缆和线路，增设正、反转控制线，如图1所示（以三菱FR—A540型为例），主回路只需把原进接触器的三相电源空气开关NFB的3个端子，分别与变频器的R、S、T端子相接；控制正、反转信号从PC端经原正、反转接触器的常开辅助触头KMl、KM2，分别进入STF和STR端子，频率设定为全频接入方式，即端2与端10短接。接线检查正确无误后，可进入送电调试阶段。首先根据辊道电机的参数和负载情况预调变频器参数，输入加速时间、减速时间、上限频率、下限频率、适用负载、适用电机参数等。参数设定后必须重读一遍参数值，以免出错。在辊道电机空载试运行和加负荷运行中要逐步修正这些参数值，以满足工艺操作的要求。
3、设备改造效果
通过对试样剪辊道电机进行变频改造，减少了因钢板在传送链上打滑、滚轮磨损等原因造成的长度定位不稳定、误差较大等缺陷。完善了之前系统的不足，在合理利用资源的同时取得了更好的效果。定尺剪取样钢板定位将更加准确，缩短位置调整时间，提高生产节奏。本系统自优化以来，运行平稳，满足了客户对取样的多样化要求，各项指标都达到了预期要求。
作者简介
王猛，毕业于济南大学电气工程与自动化专业，目前为山钢集团莱钢宽厚板事业部运行车间助理工程师。