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摘要:文中对凌源钢铁集团有限公司炼钢厂转炉倾动抱闸原有控制系统存在的不足进行了分析，结合现有设备及控制系统的状况，利用变频器自身的参数功能，通过计算机对变频器参数进行优化设置，成功实现了变频器抱闸控制。
关键词： 转炉倾动；PLC S7-400；变频器；抱闸控制
中图分类号： TN773 文献标识码： A 文章编号：
凌源钢铁集团有限公司炼钢厂100吨倾动电气控制系统传动部分采用西门子6SE70系列矢量逆变器。倾动电动机抱闸控制系统通过西门子S7-400系列PLC 程序完成。
西门子6SE70变频器是完整的矢量控制高精度变频调速装置。该变频器采用最新的矢量控制技术，从而提高了系统的控制精度和响应时间。S7-400PLC是西门子的新一代可编程序控制器，在功能方面S7-400較S7-300已经有一个很大的提高。所以功能硬件模块都是总线组合式，I/o输入输出有交流220V也有直流24V，这在抗干扰方面有了很大的提高，特别是输入延迟功能很容易剔除扰动脉冲波，这种波在大功率变频器应用环境下是经常发生的，这使得S7-400被大量用于冶金转炉倾动控制系统。
1 存在问题
转炉准确启停对控制设备的要求非常高,特别是抱闸性能要好。由于转炉倾动是位势负载，所以机械抱闸的控制非常重要。而按照原来的控制方式炉体在启停过程中有时会出现抱闸提前或滞后的现象。抱闸提前动作时,会造成炉体抖动很大使钢水喷出，而且经常引起电动机过流，逆变器故障报警；抱闸滞后动作时,会造成炉体下滑使钢水倒出，甚至出现翻炉现象。自转炉投产以来上述情况出现过几次，给日常生产及安全造成了极大的影响。针对以上存在的现象，我公司调试所受企业委托成立项目改造小组，负责解决倾动抱闸的问题。
2 改造措施
2.1本系统中，倾动变频调速系统采用西门子公司的6SE70系列产品，每座转炉的倾动调速系统由一套800 kW 四象限运行的整流/回馈装置、四套160 kW 逆变器通过公共直流母线一起构成。整流/回馈单元的容量按两座转炉传动电动机驱动的要求设计；每个倾动传动装置的容量也按两台传动电动机驱动的要求设计；抱闸控制系统可以利用逆变器内部的功能块进行组态，利用变频器自身的参数功能，根据电动机的实际电流及转速最终发出抱闸命令，控制抱闸的动作。
2.2本系统电气传动采用的是四套逆变器控制四台电动机来驱动机械传动，根据逆变器的性能和工艺要求可同时控制四台抱闸的动作。抱闸开启可利用逆变器内部电流检测功能块，将采集到的电流数据进行A /D 转换，然后通过矢量转换和放大限幅运算后送入电流比例调节阀、与或功能块和置复位功能块来实现对抱闸开启的控制；抱闸关闭可利用逆变器内部速度检测功能块，对采集到的速度信号进行放大限幅运算后送入电流比例调节阀、与或功能块和置复位功能块来实行现对抱闸关闭的控制。
2.3为了保证抱闸使用过程中的安全性和可靠性，在四个逆变器外部加装保护控制线路，并在每个逆变柜内设置一个转换开关，分成四个挡位，正常时转换开关打在自身逆变柜控制挡位，当本逆变柜控制或外部出现故障时，转换开关可切换到其他挡位，由其他三个逆变柜进行控制。
2.4在逆变器内部设置了“紧停及逆变器故障”参数，对抱闸进行控制。当本系统在使用过程中出现意外情况时，外部发出紧停信号，逆变器接收到信号后，控制系统在无任何条件下发出抱闸指令；当逆变器本身及外部机械出现问题，造成逆变器报故障时，逆变器抱闸控制系统也会立即发出抱闸指令。利用参数设置软件DriveMonitor，通过计算机对变频器参数进行优化设置，结合现场抱闸特性,充分发挥变频器的准确定位性能。
3 功能描述
3.1抱闸打开。当转炉倾动发出运行指令后，逆变器工作，电动机开始启动，逆变器内部电流功能块将采集L1、L3两相的电流，经內部运算处理后，通过矢量控制连接量K0242将电流信号送入控制参数P610，然后通过电流比例调节阀控制参数P611将所设定百分比值送入与或功能块及置复位功能块，最后通过矢量控制连接量B0275将信号送入控制参数P0651，连接控制抱闸输出开关量。
3.2 抱闸关闭。当转炉倾动发出停止指令后，逆变器停止工作，电动机开始慢慢地停止运转。逆变器内部速度功能块将采集现场编码器的速度信号，通过矢量控制连接量KK0091连接到功能参数P222，然后经过P215设定所允许的转速最大变化值和P216设定平滑度实际值以及P217设定转差失败校正值，之后通过矢量控制连接量KK0148连接到功能参数P615，再经过功能参数P616设定百分比，并且经P617延时后送入或功能块及置复位功能块，最后通过矢量控制连接量B0275将信号送入控制参数P0651，来连接控制抱闸输出的开关量。
3.36SE70调试时的一些重要参数。精准的转炉倾动抱闸控制离不开6SE70的优化调整，6SE70在调试中常用的参数包括工厂参数设定、基础参数设定和系统参数设定。
4 应用效果
该项目改造完成后，经过一年多的连续使用，抱闸提前动作及滞后现象不再发生,效果良好。改造后的系统在减少生产及设备事故的前提下，减化了电控设备的线路，优化了逆变器內部可控参数，减轻了维护人员的劳动强度，缩短了处理故障的时间，并在电控系统中加大了安全系数，避免重大安全事故的发生。
关键词： 转炉倾动；PLC S7-400；变频器；抱闸控制
中图分类号： TN773 文献标识码： A 文章编号：
凌源钢铁集团有限公司炼钢厂100吨倾动电气控制系统传动部分采用西门子6SE70系列矢量逆变器。倾动电动机抱闸控制系统通过西门子S7-400系列PLC 程序完成。
西门子6SE70变频器是完整的矢量控制高精度变频调速装置。该变频器采用最新的矢量控制技术，从而提高了系统的控制精度和响应时间。S7-400PLC是西门子的新一代可编程序控制器，在功能方面S7-400較S7-300已经有一个很大的提高。所以功能硬件模块都是总线组合式，I/o输入输出有交流220V也有直流24V，这在抗干扰方面有了很大的提高，特别是输入延迟功能很容易剔除扰动脉冲波，这种波在大功率变频器应用环境下是经常发生的，这使得S7-400被大量用于冶金转炉倾动控制系统。
1 存在问题
转炉准确启停对控制设备的要求非常高,特别是抱闸性能要好。由于转炉倾动是位势负载，所以机械抱闸的控制非常重要。而按照原来的控制方式炉体在启停过程中有时会出现抱闸提前或滞后的现象。抱闸提前动作时,会造成炉体抖动很大使钢水喷出，而且经常引起电动机过流，逆变器故障报警；抱闸滞后动作时,会造成炉体下滑使钢水倒出，甚至出现翻炉现象。自转炉投产以来上述情况出现过几次，给日常生产及安全造成了极大的影响。针对以上存在的现象，我公司调试所受企业委托成立项目改造小组，负责解决倾动抱闸的问题。
2 改造措施
2.1本系统中，倾动变频调速系统采用西门子公司的6SE70系列产品，每座转炉的倾动调速系统由一套800 kW 四象限运行的整流/回馈装置、四套160 kW 逆变器通过公共直流母线一起构成。整流/回馈单元的容量按两座转炉传动电动机驱动的要求设计；每个倾动传动装置的容量也按两台传动电动机驱动的要求设计；抱闸控制系统可以利用逆变器内部的功能块进行组态，利用变频器自身的参数功能，根据电动机的实际电流及转速最终发出抱闸命令，控制抱闸的动作。
2.2本系统电气传动采用的是四套逆变器控制四台电动机来驱动机械传动，根据逆变器的性能和工艺要求可同时控制四台抱闸的动作。抱闸开启可利用逆变器内部电流检测功能块，将采集到的电流数据进行A /D 转换，然后通过矢量转换和放大限幅运算后送入电流比例调节阀、与或功能块和置复位功能块来实现对抱闸开启的控制；抱闸关闭可利用逆变器内部速度检测功能块，对采集到的速度信号进行放大限幅运算后送入电流比例调节阀、与或功能块和置复位功能块来实行现对抱闸关闭的控制。
2.3为了保证抱闸使用过程中的安全性和可靠性，在四个逆变器外部加装保护控制线路，并在每个逆变柜内设置一个转换开关，分成四个挡位，正常时转换开关打在自身逆变柜控制挡位，当本逆变柜控制或外部出现故障时，转换开关可切换到其他挡位，由其他三个逆变柜进行控制。
2.4在逆变器内部设置了“紧停及逆变器故障”参数，对抱闸进行控制。当本系统在使用过程中出现意外情况时，外部发出紧停信号，逆变器接收到信号后，控制系统在无任何条件下发出抱闸指令；当逆变器本身及外部机械出现问题，造成逆变器报故障时，逆变器抱闸控制系统也会立即发出抱闸指令。利用参数设置软件DriveMonitor，通过计算机对变频器参数进行优化设置，结合现场抱闸特性,充分发挥变频器的准确定位性能。
3 功能描述
3.1抱闸打开。当转炉倾动发出运行指令后，逆变器工作，电动机开始启动，逆变器内部电流功能块将采集L1、L3两相的电流，经內部运算处理后，通过矢量控制连接量K0242将电流信号送入控制参数P610，然后通过电流比例调节阀控制参数P611将所设定百分比值送入与或功能块及置复位功能块，最后通过矢量控制连接量B0275将信号送入控制参数P0651，连接控制抱闸输出开关量。
3.2 抱闸关闭。当转炉倾动发出停止指令后，逆变器停止工作，电动机开始慢慢地停止运转。逆变器内部速度功能块将采集现场编码器的速度信号，通过矢量控制连接量KK0091连接到功能参数P222，然后经过P215设定所允许的转速最大变化值和P216设定平滑度实际值以及P217设定转差失败校正值，之后通过矢量控制连接量KK0148连接到功能参数P615，再经过功能参数P616设定百分比，并且经P617延时后送入或功能块及置复位功能块，最后通过矢量控制连接量B0275将信号送入控制参数P0651，来连接控制抱闸输出的开关量。
3.36SE70调试时的一些重要参数。精准的转炉倾动抱闸控制离不开6SE70的优化调整，6SE70在调试中常用的参数包括工厂参数设定、基础参数设定和系统参数设定。
4 应用效果
该项目改造完成后，经过一年多的连续使用，抱闸提前动作及滞后现象不再发生,效果良好。改造后的系统在减少生产及设备事故的前提下，减化了电控设备的线路，优化了逆变器內部可控参数，减轻了维护人员的劳动强度，缩短了处理故障的时间，并在电控系统中加大了安全系数，避免重大安全事故的发生。