西門子SINAMICS S120傳動系統(tǒng)介紹

1 引言

　　山東某鋼鐵公司在“十一五”期間投資新建了4300m新厚板生產(chǎn)線，采用了具有西門子奧鋼聯(lián)的生產(chǎn)工藝和電氣自動化技術(shù)，該生產(chǎn)線中有一臺四輥粗軋機(jī)和一臺四輥精軋機(jī)。這兩臺軋機(jī)的電動壓下系統(tǒng)（egc）采用的是西門子sinamicss120系列變頻全數(shù)字矢量控制系統(tǒng)。

2 s120傳動系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

　　以精軋機(jī)為例，在egc系統(tǒng)中采用的是兩臺功率為570kw的三相交流電機(jī)，變頻裝置采用的是兩臺1000kw整流回饋單元并聯(lián)，每臺電機(jī)分別用一臺逆變單元控制。

　　整流回饋單元和逆變單元都對應(yīng)的由各自的控制單元cu320進(jìn)行集中控制，cu320是驅(qū)動系統(tǒng)的大腦，負(fù)載控制和協(xié)調(diào)整個驅(qū)動系統(tǒng)中的所有模塊，完成各軸的電流環(huán)、速度環(huán)甚至位置環(huán)的控制，并且一塊cu320控制的各軸之間能相互交換數(shù)據(jù)，即任意一根軸能夠讀取控制單元上其它軸的數(shù)據(jù)，這一特征廣泛被用作多軸之間的簡單的速度同步。s120傳動系統(tǒng)配置如圖1所示。

3 s120傳動系統(tǒng)通訊方式

　　該系統(tǒng)中的通訊方式主要有兩種：第一種是profibusdp通訊：從tdc到3個cu320是聯(lián)接在一個dp站上。由于從tdc控制器到s120傳動裝置的距離達(dá)到300多米，因此在profibus站上增加了一個rs485中繼器起到了信號加強(qiáng)的作用。第二種的drivecliq通訊：它是由4芯電纜構(gòu)成，其中兩根是數(shù)據(jù)發(fā)送，另兩根式數(shù)據(jù)接收。它主要用在從cu320到整流單元，逆變單元，i/o端子模塊tm31，編碼器接口模塊smc30等模塊之間。

4 s120傳動系統(tǒng)調(diào)試軟件

　　該系統(tǒng)運(yùn)用的是simotion

　　scout軟件進(jìn)行調(diào)試與維護(hù)的。該軟件系統(tǒng)配置有固定的配置步驟，形象且連貫的功能圖，相比于其他的一些傳動調(diào)試軟件有絕對的優(yōu)勢。另外該軟件還集成了實時的trace波形跟蹤，能監(jiān)控任何一個參數(shù)的實時數(shù)據(jù)，在調(diào)試過程中可以根據(jù)波形圖監(jiān)控到電機(jī)運(yùn)行的精確狀態(tài)，從而能對傳動系統(tǒng)進(jìn)行精確的調(diào)試。

5 egc采用的控制方式

　　在軋機(jī)壓下系統(tǒng)中要求egc在電機(jī)高速運(yùn)行時，電機(jī)速度能夠與給定值能達(dá)到實時的高度吻合，能夠滿足egc精確的定位功能和較高的動態(tài)響應(yīng)。基于以上這些原因，對于單個電機(jī)來說在egc控制方式上采用了速度控制方式（即：帶編碼器的矢量控制）。速度控制原理圖如圖2所示。

　　為了在egc中能讓兩個壓下缸達(dá)到同步、平衡的目的，因此利用電磁離合把兩臺電機(jī)的軸連接在一起，讓兩臺電機(jī)輸出同樣大的力矩且兩電機(jī)軸之間不存在扭矩。因此對于兩臺壓下電機(jī)來講是采用了主—從的控制方式（master-slave）。具體的控制方法是：主電機(jī)采用速度控制的方法，從電機(jī)采用力矩控制的方法。主電機(jī)的速度控制采用pi調(diào)節(jié)器來進(jìn)行操作和優(yōu)化，從電機(jī)的速度控制采用p調(diào)節(jié)器來運(yùn)行操作。主電機(jī)速度調(diào)節(jié)器的i部分的力矩輸出，通過連接器傳輸，作為一個有利的輔助力矩，輸入給從電機(jī)的i部分。

6 結(jié)束語

　　經(jīng)過半年多時間的生產(chǎn)運(yùn)行，s120傳動系統(tǒng)的優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)。因為其模塊化，緊湊化的設(shè)計，占用了較少的空間，而且對環(huán)境的噪聲污染也很小。在故障發(fā)生率方面也是比較少，而且根據(jù)故障代碼能準(zhǔn)確的查出故障發(fā)生的原因，為生產(chǎn)過程中的維護(hù)節(jié)約了寶貴的時間。