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鞍山新和電氣有限公司 王俊芳
摘 要：本文解析艾默生CT變頻器在冶金行業的規模化應用。根據不同的工藝要求采用不同的控製方式來滿足現場需求，體現艾默生CT變頻器有著廣泛的應用領域和較強的適用性。
關鍵詞：EV2000 TD3000 EV3000 EV3500 冶金行業 變頻器
1 引言
中國是世界級的鋼鐵大國。中國連續多年的3億多噸世界第一的鋼產量，為改革開放時代的國民經濟建設作出了支柱性的巨大貢獻。進入“十五”國guo民min經jing濟ji發fa展zhan規gui劃hua以yi來lai，中zhong國guo迎ying來lai重zhong化hua工gong行xing業ye的de優you質zhi高gao速su發fa展zhan時shi期qi。冶ye金jin行xing業ye做zuo為wei自zi動dong化hua技ji術shu與yu電dian氣qi動dong力li驅qu動dong密mi集ji產chan業ye，變bian頻pin傳chuan動dong技ji術shu應ying用yong具ju有you重zhong要yao的de產chan業ye進jin步bu意yi義yi。
2 80萬噸球團生產線案例
2.1 應用背景
鞍山寶得鋼鐵有限公司是以型材為主導產品的大型鋼鐵聯合企業。寶得鋼鐵擁有煉鐵、煉鋼、燒結、軋鋼、製氧五個分廠,年產鐵、鋼各120萬噸，鋼材60萬噸。為適應市場需求擴大自身規模又新建80萬噸/年球團生產線工程。新建的球團工程項目的主體設備采用艾默生CT變頻器作核心主驅動係統，與西門子自動化S7-400PLC相結合，形成完整的控製驅動係統。
2.2方案確定
項目采用DCS係(xi)統(tong)與(yu)現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)兩(liang)種(zhong)操(cao)控(kong)方(fang)式(shi)，在(zai)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)中(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)簡(jian)潔(jie)但(dan)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)性(xing)能(neng)要(yao)求(qiu)很(hen)高(gao)。在(zai)給(gei)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)主(zhu)電(dian)機(ji)配(pei)置(zhi)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)時(shi)候(hou)，與(yu)用(yong)戶(hu)溝(gou)通(tong)得(de)到(dao)電(dian)機(ji)參(can)數(shu)，額(e)定(ding)功(gong)率(lv)＝250KW ， 額定電流=526A，瞬時最大過載能力為180﹪。考慮主體設備運行的重要性並且必須達到用戶的技術指標要求，最後選定EV3500-4T3150P變頻器作為回轉窯電機的主驅動。
2.3 工序設備簡介
回轉窯結構簡單，生產過程控製方便可靠、易損件少、運轉率高，煆燒球團的主要設備。同時也廣泛用於冶金、化工、建築等行業。寶得80萬噸/年球團生產線變頻器配置如表1所示。
表1 寶得80萬噸/年球團生產線變頻器配置
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名稱 |
型號 |
數量 |
單位 |
驅動設備 |
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變頻器 |
EV3000-4T0900G |
2 |
台 |
羅茨風機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0300G |
2 |
台 |
羅茨風機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0022G |
6 |
台 |
脫料皮帶稱電機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0550G |
1 |
台 |
鏈篦機電機 |
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變頻器 |
EV3000-4T2000G |
1 |
台 |
環冷主機 |
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變頻器 |
EV3500-4T3150P |
3 |
台 |
環冷風機 |
|
變頻器 |
EV3500-4T3150P |
1 |
台 |
回轉窯主機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0550G |
2 |
台 |
回轉窯助燃風機 |
3 提釩工程煉鋼區案例
3.1 應用背景
承鋼提釩工程煉鋼區域項目是承德鋼廠新建的3個煉鋼高爐，年產量為400萬噸。擴大了主營產品在市場占有量，增強自身品牌的實力。艾默生CT EV3000、EV3500變頻器大量的應用在承鋼提釩工程煉鋼區域中，為相關設備穩定運行保駕護航。
3.2 EV3500變頻器應用
承鋼提釩工程煉鋼區域電氣成套項目：1-4號氧槍高壓供水泵采用艾黙生EV3500-4T4000P變頻器4台，為煉鋼供水屬於重要設備。現場操作控製方式為SM-PROFIBUS-DP總線方式。在以前氧槍高壓供水都采用高壓電機來實現，故本次設計采用艾黙生EV3500變頻器與低壓變頻電機配套使用。主要目的：用EV3500變頻器與變頻電機配套使用替代高壓電機(因為高壓電機驅動氧槍高壓供水泵控製水壓和揚程準確度不高)。
（1）現場配置。變頻器EV3500-4T4000P驅動355kW變頻電機4台。輔助傳動是西門子S7-400PLC並配置1台ET200遠程I/O子站實現。係統配置為3用1備，采用SM-PROFIBUS-DP總線方式控製，無論機旁還是自動都經過上位機進行控製，操作方便簡單。
（2）變頻器總線通訊控製方式設計。采用SM-PROFIBUS-DP通訊控製，實現無人看守操作，控製線路維護簡單方便，故障率和故障點低，通過DP電纜滿足對EV3500變頻器的起停控製，變頻器運行狀態的反饋，遠程故障複位等其它要求，並且充分利用EV3500通訊上的強大優勢。針對控製方式的要求，對變頻器櫃進行如下設計：每台EV3500-4T4000P變頻器由1個主模塊控製3個SPMA1402 110/132kW 從模塊。選配1個PROFIBUS總線接口模塊。本係統采用的是siemens公司的S7係列PLC與艾默生CT EV3500變頻器通訊，並提供相應的CTSP0672.GSD文件配置在上位機的應用程序中和sm_profibus_dp_user_guide.pdf文件，做為指令解析的對照表，與PROFIBUS總線接口模塊之間進行通訊連接，通過上位機“控製字”的發送和對變頻器“狀態字”的讀取來進行控製。
艾默生CT變頻器在承鋼提釩工程煉鋼區域電氣成套項目大量的應用，體現了艾默生CT變頻器從小功率單元到大功率模塊式驅動的完備性，應用在冶金行業的各個環節上，艾默生CT變頻器EV2000的其它應用如表2所示。
表2 EV2000在轉爐本體、鐵水倒灌站、散裝上料中部分變頻器配置表
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名稱 |
型號 |
數量 |
單位 |
驅動設備 |
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變頻器 |
EV2000-4T0110G |
2 |
台 |
轉爐前檔火門電機 |
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變頻器 |
EV2000-4T0550G |
3 |
台 |
轉爐渣罐車 |
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變頻器 |
EV2000-4T1100G |
3 |
台 |
鐵水罐走行電機 |
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變頻器 |
EV2000-4T1320G |
6 |
台 |
混鐵車電機 |
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變頻器 |
EV1000-4T0037G |
70 |
台 |
給料電機 |
4 TD3300張力專用變頻器收放卷控製係統
4.1 應用背景
外商獨資在建項目天津華璟金屬材料有限公司計劃投入8條連續式鍍鋅線，生產銷售鍍鋅帶鋼及其它相關產品，成為全球最大鍍鋅窄帶鋼生產基地。天津華璟酸洗線成套項目的熱軋板寬度為850mm,厚度2.75-5mm。係統對張力要求較高，采用TD3300張力專用變頻器與EV3000矢量型變頻器配合使用，在卷曲過程中獲得恒定平穩的張力。這是艾默生CT變頻器首次應用於大型熱軋板卷曲張力開環係統中。現場操作控製方式為SM-PROFIBUS-DP總線方式，采用旋轉編碼器作為變頻器的反饋準確計算卷徑。采用總線控製方案，既提高控製係統的精度，又增強係統穩定性。
4.2 方案設計
（1）張力係統方案分析
采用速度差建立張力係統（速度建張）的de普pu通tong變bian頻pin器qi雖sui然ran可ke以yi滿man足zu控kong製zhi，但dan是shi張zhang力li值zhi不bu準zhun確que，在zai實shi際ji工gong藝yi中zhong驅qu動dong板ban材cai運yun行xing的de張zhang力li輥gun和he卷juan曲qu軸zhou都dou是shi主zhu動dong輥gun，對dui速su度du匹pi配pei要yao求qiu極ji高gao，當dang速su度du出chu現xian偏pian差cha就jiu會hui使shi板ban材cai出chu現xian褶zhe皺zhou或huo偏pian中zhong，板ban材cai卷juan曲qu會hui出chu現xian鬆song緊jin不bu一yi致zhi，精jing度du控kong製zhi不bu穩wen。
采用張力計檢測係統張力，係統控製精度高，工藝全過程要求張力閉環控製，成本造價高，工藝繁瑣，因此不被采用。
零速建張力係統，在開始卷曲的同時建立起張力係統，有足夠大的張力使板材之間繃緊，卷起板材全過程恒張力運行，通過SM-PROFIBUS-DP總線方式控製把張力輥AO1的線速度輸出作為卷取機TD3300變頻器的線速度輸入。張力恒定速度匹配精準受到客戶的高度認同，實現無人看守操作，控製線路維護簡單方便。
（2）酸洗線係統配置。艾黙生TD3300-4T1320G張力控製專用變頻器與EV3000-4T0550G矢量控製變頻器相匹配組成張力開環係統，TD3300用作係統開卷機和收卷機的驅動電機，EV3000作為係統主牽引部分。卷曲機和開卷機為變頻電機並加裝旋轉編碼器。輔助傳動由西門子S7-400PLC並配置ET200遠程I/O子站實現。SM-PROFIBUS-DP總線與艾默生CT總線適配器TDS-PA01通訊對變頻器進行控製，操作方便控製精準。酸洗線係統配置如表3所示。
表3 酸洗線變頻器及相對應的電機配置
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名稱 |
型號 |
數量 |
單位 |
驅動設備 |
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變頻器 |
EV3000-4T0550G |
2 |
台 |
2輥張力輥 |
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變頻器 |
EV3000-4T0550G |
2 |
台 |
5輥矯直機 |
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變頻器 |
TD3300-4T1320G |
2 |
台 |
卷曲電機 |
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變頻器 |
TD3300-4T1320G |
4 |
台 |
開卷電機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0450G |
6 |
台 |
拉料輥電機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0900P |
4 |
台 |
活套水平電機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0450P |
4 |
台 |
槽內夾送輥電機 |
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變頻器 |
EV3000-4T0900G |
8 |
台 |
活套夾送電機 |
（3）酸洗線工藝流程。酸洗線工藝流程描述：開卷機——五輥矯直——頭部活套——拉料滾——酸洗槽——水洗槽——烘幹——尾部活套——2輥張力滾——收卷機。酸洗線工藝流程如圖1、圖2 所示。
圖1 開卷機及頭部活套工藝流程
圖2 酸洗及卷曲機工藝流程
5 結束語
艾默生CT大功率變頻器在冶金行業的其它規模化應用包括河南舞陽鋼廠帶式輸送機和大功率渣漿泵變頻驅動，係統應用艾默生CT EV2000變頻器27台套；海城後英集團大屯鋼廠SPM工程機應用於白灰窯助燃風機。鞍山海城鎂礦應用鎂礦回轉窯、引風機、助燃風機等不同負載共計25台EV2000變頻器。
艾默生CT變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)鞍(an)鋼(gang)集(ji)團(tuan)公(gong)司(si)的(de)應(ying)用(yong)，充(chong)分(fen)的(de)滿(man)足(zu)了(le)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)和(he)機(ji)械(xie)設(she)備(bei)的(de)要(yao)求(qiu)，顯(xian)示(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)優(you)越(yue)的(de)性(xing)能(neng)和(he)極(ji)高(gao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，得(de)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)好(hao)評(ping)與(yu)讚(zan)譽(yu)。豐(feng)富(fu)的(de)規(gui)模(mo)化(hua)案(an)例(li)應(ying)用(yong)體(ti)現(xian)了(le)艾(ai)默(mo)生(sheng)CT變頻器從小功率單元到大功率模塊式驅動技術的成熟，展示出大型驅動技術供應商的大規模工業解決方案的品牌集成優勢。
參考文獻（略）
作者簡介
王俊芳 男 工程師 現在鞍山新和電氣有限公司技術部從事冶金行業變頻器及低壓電氣設計、調試和現場服務工作。
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