摘要： 能源短缺是人类当前共同面临的世纪性难题。我国人口众多，能源资源相对匮乏，节约能源犹显重要。钢铁行业竞争激烈，各公司为提高自身竞争力，采用各种手段降低成本，其中最常用的手段是使用先进的设备、先进的控制技术、先进的生产工艺和规模经营。我国钢铁业消耗的能源占整个工业总量的10%，能源消耗比发达国家高15%-20%，节能不仅是企业降成本、提高产品市场竞争力的重要途径，更是企业必须承担的促进全社会资源永续利用的重要责任。电力资源是资源战略问题中的重中之重，是国民经济和社会发展的重要基础。通过技术进步，逐步提高电力利用效率，是厂矿企业所面对的首要攻关课题。
　　关键词： 乳化液；供给泵；变频控制；分段函数
　　中图分类号：TM921.51文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0320025－01
　　
　　1 简介
　　目前莱钢冷轧轧机乳化液供乳主泵共三台，电机型号为：Y280M－290KW，168A，运行方式为两用一备，电机驱动方式为软启动、工频运行，采用压力闭环控制，压力调节由出口旁通阀调节开口度实现。通过实测，电机实际运行电流约为160A，大量的电能消耗在旁通回路，造成能源浪费。在生产过程中，基本上是在最大需求能力设计状态下进行工作，该运行方式技术落后、能耗高，十分不经济。为了能最大限度的降低能源消耗，现对其改造为技术成熟且先进的西门子变频控制。
　　基于以上原因，我们做如下改造：拆除原来在工频方式下乳化液供给泵的主控回路的电气元件，根据泵的功率安装一空开，以三角型接法将泵进线接入空开的下端，敷设动力电缆连接变频器和空开。三台供乳主泵分别拥有独立的变频器，设定不同的DP地址。将三台变频器连入轧机DP网段中，在轧机S7-400系统内新增供给泵变频从站，DP地址不能使用已经占用的地址，通过DP网通讯实现三台供给泵变频的频率给定控制。
　　2 变频泵的频率给定
　　根据工艺，乳化液的喷射量与带钢的轧制速度是成线性比例的，带钢速度越快，乳化液的需求量就越大，进而就需要比较高的频率来让电机运转。我们把频率做成带钢速度的函数，即频率Y满足Y=KV+b，轧机最大速度为1200m/min，在0-1200之间我们取6个速度采样点，这样就形成6个采样区间，（X0-X1）、（X1-X2）、（X2-X3）、（X3-X4）、（X4-X5）、（X5-X6），并对应6段不同的斜率即K1、K2、K3、K4、K5、K6。频率即为这6段斜率不同的分段函数组成。
　　根据具体的生产工艺我们在6个采样点处设好符合轧制要求的速度和频率，这样每一刻的瞬时速度都能在某个区间之内找到对应的瞬时频率输出。如图1所示：当带钢速度为195.28m/min时，其频率所对应的斜率空间在（X1-X2）内，频率既可以有K2算出。计算过程由PLC在S7400当中编程实现。
　　乳化液站变频改造后，系统采用变频器恒压供液控制后，将控制闸门全部打开，由变频器控制乳化液泵电机的转速从而控制管网的流量、压力，使供给量和需求量达到平衡，减少资源的浪费，通过改造后的系统较改造前的系统节省了大量的电力资源，节电率在40%-50%.
　　此外，变频调速可以使电机的寿命延长。用变频调速装置，启动时电流不超过电机额定电流的1.2倍，对电网无任何冲击，电机使用寿命延长，在整个运行范围内，电机可以保证运行平稳，损耗减小，温升正常。变频器更具有过流、过压、欠压、缺项、过热等多项保护功能，更完善的保护了电机。适应电网电压波动能力强，电网电压在-15%～+10%之间波动时，系统可以正常运行。
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　　 注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”