西门子6SE70变频器在去毛刺设备中的应用.pdf

26梅山科技2023年第2 期西门子6 SE70变频器在去毛刺设备中的应用钟博闻（梅山钢铁公司炼钢厂变频器是电气传动控制系统的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性和可靠性。近年来，随着工业自动化的高速发展,PLC控制器的使用日益广泛。本文介绍了西门子PLC与6 SE70变频器在去毛刺机系统中的应用。1设计原理功能说明在连铸生产过程中,由于浇注出的板坏通过切割机切割后，在板坏底部切线处会产生毛刺,影响后期加工和产品质量。为了满足工艺生产的要求,采用去毛刺机来去除毛刺。原去毛刺机采用了气动控制，前气缸等待板坏到位停止后，带动刮刀上升并向前移动去除前部毛刺,后气缸等待板坏到位停止后，带动刮刀上升并向后移动去除后部毛刺。现改为PLC控制西门子6 SE70变频器，从而控制电机带动去毛刺机辊转动，通过辊道转动的离心力让甩块甩动，并通过PLC控制液压阀让去毛刺机辊道上下动作从而打掉板坏的前后毛刺。其现场布置见图1。图1 现场布置去毛刺机的电气部分包括PLC控制通讯柜、变频器控制柜和机旁操作箱。采用机旁和远方的两重控制模式，以机旁操作箱为优先。含有机旁/远方和正转/反转转换开关，以及机旁操作去毛刺机上升、试灯、复位、急停等按钮。当操作箱打到机旁操作模式时，则由人工现场操作按钮动作去毛刺机。电气柜布置见图2。南京2 1 0 0 3 9)图2 电气柜布置而远程操作模式则采用HMI画面操作，并可以实时进行各项动作流程和状态监控。其动作流程为在没有急停、变频器准备好、开关状态正常、通讯正常且无任何故障等条件下，置设备准备好信号为1。现场操作箱上转换开关转到远方位置，在操作画面中启动去毛刺运行状态后,程序自动步骤从第0 步开始运行。如果板坏信号传到了去毛刺输送辊道上，且LA8光电管检测到板坏后触发一个脉冲信号，让去毛刺机辊正向旋转起来,并置步骤为1。只要去毛刺机在下部位置且得到LA9光电管信号，则延时抬起旋转辊道，并在上部停留一定的延时时间，即可去除头部毛刺。当毛刺机下降回到下位后,复位正转命令，结束去头部毛刺过程，并置自动步骤为2,触发下一个流程。通过LA8光电管的信号由1 变0 且去毛刺机辊在下位，则触发反转命令，使得甩块辊道反转起来，并把常数3 赋给自动步骤,触发下一个流程。只要去毛刺机在下部且得到LA9光电管由1 变0的信号，延时抬起辊道去除尾部毛刺，并在上部停留一定的延时时间后，下降回到下位,结束去尾部毛刺过程，置自动步骤为0，回到原始步骤,并复位变频器反转命令。通过LA10光电管信号，把板坏信号传递到后序喷印辊上，结束流程。远程模式可通过调节头、尾的上升延时和去毛刺时间达到非常理想的去毛刺效果。如果中途出现故障或准备好任意信号丢失，则去毛刺机停止工作，自动回到初始位置结束流程。排除故障或重新满足准备好条件后，按复位按钮并重新启动自动运行，再次进入自动运行状态。钟博闻西门子6 SE70变频器在去毛刺设备中的应用定等,具有极高的快速性与可靠性；2电气电路原理设计6)西门子调速器的主机上大都提供USS本设备由现场西门子3 0 0 系列PLC、西门接口，因此不需任何附加板，仅在上位机中插人子6 SE70变频器、现场ET200站与上位40 0 系RS485通讯板,就可实现调速器数据的存取,所列PLC建立通讯，通过采样和通讯收集现场的以采用USS就能以低廉的成本实现一个小型各个信号及变频器的各项监控数据和参数。的自动化系统。PLC通过调用通讯块SFC14和SFC15建本通讯正是采用USS协议，并通过PC对立与变频器的通讯,通过一一对应的方式,把应软件使PLC与6 SE70进行通讯,并用PC对PLC发送来的正转命令、反转命令、故障复位、PLC进行监控和操作。其通讯设置为在相应的急停，分别对应变频器中的BOOL量B3408、PROFIBUS通讯总线上，挂上对应型号的6 SE70B3409、B3 410、B3 411，并通过在变频器内部进装置，选择装置对应的参数值域PKW和过程行变量链接完成相应的功能。而B0010则是数据域PZD。P L C 会自动分配装置地址和输人CUVC板端子的输人,是主接触器合闸的一路输出口的地址，然后通过PLC通讯块建立PLC辅助接点。与6 SE70装置的通讯。在PROFIBUS通讯总线通过把B107存放于参数P652中作为装上,PLC作为主站而装置作为从站进行相互通置的输出,控制主接触器吸合。在无故障时使讯，把6 SE70装置从PLC程序中分配到的十进主接触器一直吸合，以防止接触器频繁工作而制输人口地址40 0 转化成十六进制数19 0，标减少装置的使用寿命。通过接收正反转命令且到接收通讯块SFC14的地址上，PLC就把收到主接触器合闸命令，置参数P554为1启动6SE70装置所接收到的数据放在DB11模块DBX0.0DBX11.7的6 个字中。如果该通讯变频器。而在P558中存放急停信号，来停止变块出现了故障或者错误，该通讯块会自动把这频器。通过正反转命令与运转信号相与，得到一信息存放在程序DB11模块的DBW12中,以装置的运行状态。最后把所需信号进行打包处方便查错。而PLC发送给6 SE70装置数据，则理，格式转化后发送给PLC，达到PLC监控变需要根据6 SE70装置在PLC中分配到的输出频器的目的。口地址转换成十六进制数19 0 放人发送通讯块3PLC与6 SE70通讯建立SFC15的地址中，然后PLC把DB11数据块的DBX20.0DBX31.7中的数据发送给6 SE70USS协议是西门子公司为调速器开发的通装置，从而完成发送通讯。其通讯设置见图3。讯协议，可支持调速器同PC或PLC之间建立通过DRIVEMONITOR软件对西门子6 SE7O装通讯连接。这种系统结构具有以下特点：置的通讯打包数据进行监控，可以更直观方便1)用单一的完全集成的系统来解决自动地更改参数值并监控过程数据。化问题，所有的西门子交、直流调速器都可采用USS协议作为通信链路；2)数字化的信息传递提高了系统的自动化水平及运行的可靠性，解决了模拟信号传输所引起的干扰及漂移问题；3）其通信介质采用RS485屏蔽双绞线，最远可达10 0 0 m，因此可有效减少电缆的数量，从而可以大大减少开发和工程费用，并极大地降低了客户的启动和维护成本；4)通讯速率较高；5)采用与PROFIBUS相似的操作模式,报文结构具有参数数据与过程数据，前者用于改变调速器的参数数据，后者用于快速刷新调速器的过程数据，如启动停止、速度给定、力矩给27.1IPS.30 5A2CPV315-2IPDP3C343-16T86AF4改造前后对比改造前去毛刺机是采用PLC进行气动控(下转至第50 页）SFC1601151Ve16#190LATDRPeDB11.DBX20.0BYTE12-RDOORDSFC14Redd ConelsteDataofStuFET.NALPlaveOrderHhuber/DesigationIAdQ AdessPO4:0PK/6FZDPO4:0PB 6F2DRET_VAL0B11,DBV32DB11.DBW12DPRD_DAT-PeDB1DEX0.0RECORD-BTE12272.28322.283V016钟10 0-LATDR图3 通讯设置E50项目pH值总硬度/(mg L-1)钙硬度/(mg L-)碳酸钙碱度/(mgL-I)氯根/(mg L-1)硫酸盐/(mg L-l)总Fe/(mg L-1)S;02/(mg L-1)沉积和悬浮物/(mgL-1)颗粒大小（最大值）/um油/油脂/(mg L-)总溶解固体/(mg L-1)电导率/(s cm-1)里兹纳指数氟离子/(mg L-)率由2 0%降低至10%。2 0 2 0 年前十个月共更换2 4台弯曲段，其中16 台为周期下线，8 台为非周期下线（其中4台为漏钢导致），弯曲段非周期更换率由50%降低至3 3%。下步打算收(上接第2 7 页)制的，主要由西门子3 0 0 PLC、多个气动阀、前后两个刮刀和四个气缸所构成。由于动作频繁且冲击大，容易造成气缸损坏，气动阀卡死，周边缺少防护，动作区域大，安全隐患大，故障率很高。而且设备密封橡胶容易老化漏气等，造成动力不足，去毛刺位置不好调整，造成去毛刺效果差，并且气动噪音大，对人体有害。改造后采用西门子PLC和6 SE70变频器控制,并且6 SE70具有以下优点：采用脉冲编码器反馈时，调节器精度高；有开环和闭环控制电子模板，该模板是全数字调速装置的核心硬件，内置微处理器，提供了丰富的自由软件模块连接，可以通过开关量连接和模拟量连接任意配置所需的控制功能；电流调节器和速度调节器可以通过自动优化得到调节器的相关P、I 参数，弱磁的优化运行可得到电动机的磁化曲线；通过选择斜坡上升、下降、过渡圆弧等时间来实现启制动，减少因速度突变而引起的电流过大现象和机械冲击现象，有利于延长电器机械寿命。改造后西门子PLC能对设备进行更详细地监控和操作，并通过调整延时时间更精准地梅山科技表1水质标准修订2号机二冷水（浊环水）二炼钢二冷水VAI要求(浊环水）VAI要求8.5 8.97.5.9.0一一350350200100 200100150250250一一一502020300300556001500100 1 200100 2.400一67一集下线弯曲段精度数据与修复弯曲段作对比，如果周期下线弯曲段精度数据变化不大，则将逐步延长弯曲段的使用周期。三三三三三三三三三三三调节去毛刺的位置和时间，大大提高了去毛刺效果。现采用辊道旋转离心甩块的方式去毛刺，板坏不用停止，大大提高了生产效率。由于改用液压系统控制设备升降，动作噪音小，冲击小,动作区域更小,外部增加了整体的防护罩和前后金属挡帘，提高了安全性。通过后续的跟踪总结，发现设备整体的故障率大大降低，故障的排除和日常的维护更加地方便快捷，提高了生产效率，且总维护成本下降显著。5 结 论随着科技的发展和自动化技术的更新，西门子6 SE70变频器的运用越来越广泛。通过西门子6 SE70变频器在去毛刺设备中的应用，了解了该变频器的优势，从而更方便地运用于工业生产中。同时通过介绍去毛刺设备的电气原理、装置内部的参数链路、变频器与西门子PLC之间的数字量和模拟量信号的传送和接收，以及对去毛刺机改造前后的各项数据进行对比，对其应用有了更直观更生动地认识，说明技术和设备的更新具有重大的意义和作用。2023年第2 期炼钢二冷水（浊环水）炼钢二冷水（浊环水）梅钢现行标准修订后标准7.5 9.07.5.9.055055040025050100200500500一25033一503020一30055一15003 000100 2.400一675050