中達電通股份有限公司應用方案：台達產品在酸洗線上的應用

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台達產品在酸洗線上的應用

中達電通股份有限公司

熱軋板卷係在終軋溫度800～900℃高溫下經受熱軋，因此，在帶鋼表麵生成大量氧化鐵皮。如果不經過清洗而直接進入到冷軋,軋製時會將氧化鐵皮壓入帶鋼基體，影響冷軋板表麵質量及加工性能；氧化鐵皮破碎後進入冷卻潤滑的乳化液係統，損壞設備並縮短乳化液使用壽命；損壞軋輥。

為除去這種氧化鐵皮，通常采用機械法和化學法相結合的方法。所謂機械法是采用除鱗機進行彎曲加工使氧化鐵皮中發生龜裂，容易和酸接觸而除掉氧化鐵皮的方法。所謂化學法是使氧化鐵皮和酸發生反應而除去氧化鐵皮（FeO、Fe3O4、Fe2O3）的方法。所使用的酸通常是硫酸或鹽酸。鹽酸和硫酸相比較，具有與氧化鐵皮反應快、生成的鐵鹽在鹽酸中溶解度大等優點，因此，可加快酸洗線的速度，提高了生產效率。

suanxishilengzhadaigangshengchangongyizhongfeichangzhongyaodegongyi，chuleqingchudaigangbiaomiandeyanghuatieyiwai，haijubeitiaojiejuanzhong，jianquliebiandezuoyong，weizhajitigonghegedepiliao，yibaozhenglengzhajinengshunlideshengchanchuhegededaigangchanpin。changyongsuanxixianfentuilashi酸洗線和連續式酸洗線兩種。

酸洗前後

山shan東dong某mou地di是shi廚chu具ju之zhi鄉xiang，使shi用yong了le大da量liang的de彩cai鋼gang板ban。而er經jing過guo熱re熱re軋zha後hou的de鋼gang帶dai，需xu要yao經jing過guo酸suan洗xi，冷leng軋zha，鍍du鋅xin，噴pen塗tu，最zui終zhong才cai能neng成cheng為wei彩cai鋼gang板ban使shi用yong。某mou生sheng產chan廠chang一yi直zhi具ju備bei冷leng軋zha，鍍du鋅xin，噴pen塗tu的de生sheng產chan能neng力li，而er酸suan洗xi的de工gong藝yi一yi般ban都dou是shi在zai其qi他ta廠chang家jia完wan成cheng的de。為wei了le完wan善shan整zheng個ge生sheng產chan工gong藝yi，此ci次ci也ye決jue定ding增zeng加jia一yi條tiao酸suan洗xi線xian。考kao慮lv到dao台tai達da產chan品pin較jiao高gao的de性xing價jia比bi以yi及ji及ji時shi高gao效xiao的de技ji術shu支zhi援yuan，於yu是shi在zai此ci條tiao酸suan洗xi線xian設she備bei上shang，選xuan用yong了le台tai達da的de產chan品pin。

此條生產線設計最高線速度為50m/min，加工鋼帶的規格是：3mm×1010mm，重量為17噸。

1.工藝介紹

圖1 酸洗線

酸洗線由入口段、工藝段（化學處理段）、出口段三部分組成。

入口段：入口段的主要作用是將帶鋼開卷、穿帶輸送到工藝段、出口段。上圖中放卷，矯直部分都屬於入口段的傳動部分；

工藝段（化學處理段）：工藝段由預清洗段、酸洗段及漂洗段組成。上圖中擠幹部分屬於工藝段的傳動部分。

出口段：上圖中夾送，糾偏，切邊，廢邊卷曲，張力棍，收卷部分都屬於出口段的傳動部分。

2.控製係統分析

本生產線主控係統是西門子S7-300，主要完成酸洗線各工藝功能的控製。

此ci條tiao生sheng產chan線xian的de電dian氣qi傳chuan動dong部bu分fen由you多duo個ge單dan元yuan組zu成cheng，各ge單dan元yuan之zhi間jian必bi須xu保bao證zheng速su度du同tong步bu，另ling外wai，在zai卷juan曲qu部bu分fen必bi須xu保bao證zheng帶dai材cai有you合he適shi的de張zhang力li，以yi保bao證zheng產chan品pin的de質zhi量liang。

suanxixiandedianjiyibanyouliangzhongkongzhifangshi，sudukongzhifangshihezhuanjukongzhifangshi。weilebaozhengsududetongbuxingheyouxiaozhangli，citiaoshengchanxianzhongfangjuanbufen，jiganbufen，廢邊卷曲部分以及收卷部分，我們采用了轉矩控製方式；而矯直部分，夾送部分，糾偏部分，切邊部分，張力棍部分，我們采用了速度控製方式。

為了保證速度控製方式下的同步性，本設備是通過高速總線Profi-bus通訊來實現。Profi-bus總線通訊的方式是采用數字量來完成與變頻器之間的溝通，頻率命令的精度可達到0.01Hz；高達1M的de通tong訊xun速su率lv，保bao證zheng多duo個ge傳chuan動dong點dian之zhi間jian頻pin率lv命ming令ling的de同tong步bu到dao達da，同tong時shi也ye能neng夠gou對dui變bian頻pin器qi的de工gong作zuo狀zhuang態tai，例li如ru輸shu出chu頻pin率lv，輸shu出chu電dian流liu等deng進jin行xing實shi時shi對dui比bi監jian控kong，當dang出chu現xian不bu同tong步bu（輸出電流異常）時shi，能neng夠gou快kuai速su進jin行xing調tiao整zheng，當dang出chu現xian電dian機ji堵du轉zhuan時shi，能neng夠gou盡jin快kuai報bao警jing通tong知zhi，避bi免mian出chu現xian機ji械xie上shang的de損sun傷shang。同tong時shi變bian頻pin器qi使shi用yong閉bi環huan控kong製zhi，保bao證zheng控kong製zhi電dian機ji的de速su度du精jing度du能neng夠gou達da到dao0.1%，更利於快速調整和微調。

在轉矩控製方式下，對於收卷和放卷部分，需要通過PLC對電機卷徑進行實時計算，保證張力的恒定和穩定；duiyujiganbufen，zetouguoduizhuanjukongzhifangshixiadesuduxianzhi，shizhongbaozhengduotaijigandianjichuliyizhi，bimianchuxianmoutaidianjidianliupiandahuozhemoutaidianjidianliupianxiaodexianxiang。

3.台達C2000變頻器的特點65

V/F控製、無感測向量控製、FOC＋PG、轉矩控製；同步電機和異步電機驅動一體化；全係列導入LCD麵板，選配LED；內建高速總線接口如CANopen及MODBUS；內建各種行業功能；長壽命設計於重要零件壽命偵測；獨立風道的設計，PCB防護加強環境的適應性；全球安規兼容性CE、UL、cUL；30kW以下內置刹車單元；速度控製、位置控製、轉矩控製；具備三個擴展槽：I/O、通訊口、PG卡；多種總線控製方式；標配RS485,接口方式 RJ45、SG端子；共直流母線；電機熱保護；模塊化設計，可拆卸的風扇、控製端子。

4.C2000的速度控製模式和轉矩控製模式

圖2 FOCPG模式（速度閉環矢量模式）控製框圖

圖3 TQCPG模式（閉環轉矩控製模式）控製框圖

5.電氣係統框圖

圖4 電氣係統框圖

該係統采用西門子的PLC作為總控，要做到PLC與眾多變頻器及時快速的信息交換，我們采用了Profibus總線的方式。台達變頻器通過選配CMC-PD01高速通訊卡的方式，能夠兼容到Profibus總線網絡中。采用了PD總線的控製方式，接線上非常方便（現場變頻器端子上沒有任何控製線，隻有一根通訊線），排除故障也變得更加容易。在實際使用中，我們考慮到通訊的及時性以及穩定性（抗幹擾性），選用了1M的通訊速率來進行工作，實驗證明，效果非常好。

考慮到在整條生產線的運行過程中，某些傳動點會一直處於發電運行的狀態，例如放卷機構；某mou些xie傳chuan動dong點dian會hui在zai電dian動dong和he發fa電dian運yun行xing狀zhuang態tai下xia不bu停ting的de切qie換huan，例li如ru糾jiu偏pian機ji構gou，於yu是shi我wo們men采cai用yong了le共gong直zhi流liu母mu線xian的de方fang式shi，從cong而er保bao證zheng多duo台tai變bian頻pin器qi之zhi間jian能neng量liang的de互hu補bu，既ji節jie約yue了le選xuan配pei刹sha車che電dian阻zu和he刹sha車che單dan元yuan的de費fei用yong，也ye使shi得de消xiao耗hao到dao電dian阻zu上shang的de多duo餘yu能neng量liang能neng夠gou提ti供gong給gei其qi他ta變bian頻pin器qi使shi用yong，從cong而er更geng加jia節jie能neng環huan保bao。實shi驗yan證zheng明ming，在zai穿chuan帶dai的de模mo式shi下xia一yi般ban傳chuan動dong點dian都dou是shi處chu於yu電dian動dong狀zhuang態tai，而er在zai正zheng常chang聯lian動dong運yun行xing中zhong，矯jiao直zhi輥gun，張zhang力li棍gun和he夾jia送song棍gun始shi終zhong處chu於yu發fa電dian狀zhuang態tai。采cai用yong了le共gong直zhi流liu母mu線xian方fang式shi以yi後hou，安an裝zhuang在zai母mu線xian上shang的de製zhi動dong單dan元yuan和he製zhi動dong電dian阻zu基ji本ben上shang沒mei有you工gong作zuo，母mu線xian電dian壓ya也ye非fei常chang穩wen定ding，這zhe也ye就jiu是shi說shuo明ming發fa電dian狀zhuang態tai產chan生sheng的de能neng量liang被bei其qi他ta電dian動dong環huan節jie的de變bian頻pin器qi使shi用yong掉diao了le，沒mei有you多duo餘yu的de能neng量liang被bei白bai白bai消xiao耗hao掉diao。

6.現場布置圖

圖5 現場布置圖

從上麵的現場布置圖，我們可以了解到，電控部分（變頻器、PLC）和控製部分（電機）之間的距離是比較遠的，最遠的電機（收卷電機與收卷變頻器）估計達到了150m。考(kao)慮(lv)到(dao)電(dian)控(kong)室(shi)內(nei)部(bu)變(bian)頻(pin)器(qi)較(jiao)多(duo)，變(bian)頻(pin)器(qi)與(yu)電(dian)機(ji)之(zhi)間(jian)距(ju)離(li)較(jiao)遠(yuan)的(de)現(xian)狀(zhuang)，我(wo)們(men)在(zai)每(mei)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)端(duan)，都(dou)配(pei)置(zhi)了(le)三(san)相(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)抗(kang)器(qi)，從(cong)而(er)保(bao)證(zheng)變(bian)頻(pin)器(qi)之(zhi)間(jian)不(bu)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)，變(bian)頻(pin)器(qi)不(bu)幹(gan)擾(rao)到(dao)PLC，變頻器輸出端的波形不發生明顯畸變。

7.參數表

表1 收卷變頻器參數表

表2 矯直變頻器參數表

8.溫控器

在此生產線的使用過程，還有一個關鍵的工藝：就是需要對酸洗液溫度的控製。我們為客戶選定了台達DTB型溫控器。台達DTB溫控器具備四種控製輸出模式：繼電器輸出，電壓脈衝輸出（直流14V），電流輸出以及模擬量電壓輸出；並采用雙回路輸出控製，可於控溫係統中加熱和冷卻控製，達到係統快速反應到達設定溫度之要求；內建485通訊模組，支持ASCII和RTU兩種通訊協議。

圖6 台達DTB型溫控器

9.人機顯示界麵

由you於yu此ci生sheng產chan線xian比bi較jiao長chang，所suo以yi在zai首shou尾wei各ge有you一yi個ge操cao作zuo台tai，每mei個ge操cao作zuo台tai上shang各ge安an裝zhuang一yi個ge觸chu摸mo屏ping。在zai觸chu摸mo屏ping上shang，我wo們men可ke以yi很hen清qing楚chu的de查zha看kan每mei台tai變bian頻pin器qi的de工gong作zuo狀zhuang態tai，以yi及ji修xiu改gai每mei台tai變bian頻pin器qi的de同tong步bu速su度du，使shi操cao作zuo者zhe感gan覺jiao到dao非fei常chang的de方fang便bian實shi用yong。