1 引言
唐山1580mm熱連軋于近期熱試投產(chǎn)，筆者與同事深深松了一口氣。這次調(diào)試任務(wù)持續(xù)時(shí)間長，從數(shù)九寒天調(diào)到艷陽五月；調(diào)試任務(wù)重，其間穿插了不銹鋼三期板坯連鑄機(jī)、熱送輥道、1580熱連軋三項(xiàng)任務(wù)的調(diào)試，涉及傳動(dòng)柜230多面；傳動(dòng)呈現(xiàn)單傳動(dòng)與多傳動(dòng)并存,國內(nèi)成套組裝柜與西門子原裝柜并存、profibus與ddcs光纖通訊并存、控制方多（西門子公司、唐鋼自動(dòng)化公司、萊鋼自動(dòng)化等），程序控制風(fēng)格不一等特點(diǎn)，加上傳動(dòng)柜在現(xiàn)場放置時(shí)間長，前期設(shè)備損壞比較多，siemens現(xiàn)場維修6次，變頻器返修6套，返修元件20余塊，五個(gè)電氣室常排隊(duì)“等待”處理故障，調(diào)試者常常疲于奔命，從一個(gè)電氣室趕赴另一個(gè)電氣室。
雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越。對(duì)于工程技術(shù)人員而言，吃苦受累不是問題，關(guān)鍵是優(yōu)化調(diào)試流程，提升調(diào)試能力，提高調(diào)試效率。筆者就調(diào)試期間的心得與廣大業(yè)內(nèi)同行共饗，以期對(duì)于工程技術(shù)人員有一定幫助。

2 工藝與輔傳設(shè)備簡介
(1) 物流方向
連鑄板坯經(jīng)熱送輥道上推鋼機(jī)進(jìn)加熱爐加熱升溫后，經(jīng)出鋼機(jī)送至板坯輸送輥道，經(jīng)除鱗箱除鱗送至四輥可逆粗軋機(jī)，經(jīng)過5道次軋制，再經(jīng)卷箱降低頭尾部分溫差及溫降速度后,進(jìn)7機(jī)架精軋機(jī)軋制后，經(jīng)層冷輥道水冷后由卷曲機(jī)將成品帶鋼卷成鋼卷。
(2) 粗軋除鱗箱
位于加熱爐后粗除鱗輥道之上，用于將鋼坯在加熱爐中生成的氧化鐵皮清除干凈，保證鋼板表面質(zhì)量。
(3) 層流冷卻
根據(jù)帶鋼厚度、鋼種、軋制速度、終軋溫度、水溫等工藝參數(shù)，控制開啟冷卻單元的組數(shù)，來調(diào)節(jié)冷卻水量，將帶鋼由終軋溫度冷卻到所要求的卷取溫度。
(4) 地下卷取機(jī)
安裝在層流冷卻后面，用于將精軋機(jī)軋制后的成品帶鋼卷成鋼卷；卷取時(shí)，卷取機(jī)與夾送輥和精軋機(jī)形成穩(wěn)定張力，保證卷取質(zhì)量。
根據(jù)具體控制要求，傳動(dòng)系統(tǒng)相應(yīng)也分為幾大區(qū)域。對(duì)于輔傳動(dòng)而言，熱卷箱區(qū)域及卷曲區(qū)域?qū)鲃?dòng)性能要求較高，需要做階躍響應(yīng)等；粗軋機(jī)壓下電機(jī)需要進(jìn)行主從負(fù)荷控制，本項(xiàng)目采用光纖通訊方式。

3 傳動(dòng)控制的具體實(shí)現(xiàn)及問題處理
對(duì)于常見的基本故障，本文不再贅述，僅就一些典型問題，給一介紹。
3.1 卷取區(qū)張力控制
卷取機(jī)入口輥道將成品帶鋼引至卷取機(jī)，夾送輥在卷取時(shí)，與卷取機(jī)形成穩(wěn)定張力，保證卷取質(zhì)量。精軋機(jī)未拋鋼時(shí)，上下夾送輥與芯軸進(jìn)行張力控制，此時(shí)上下夾送輥是負(fù)轉(zhuǎn)矩限幅，實(shí)際速度大于設(shè)定速度；芯軸則是正轉(zhuǎn)矩限幅。精軋機(jī)拋鋼時(shí)，所有卷曲區(qū)設(shè)備都進(jìn)行速度控制，不再進(jìn)行轉(zhuǎn)矩限幅。
(1) 張力控制實(shí)現(xiàn)
由一級(jí)將轉(zhuǎn)矩限幅送至傳動(dòng)（參數(shù)：p493，p499），依靠轉(zhuǎn)矩限幅實(shí)現(xiàn)張力控制。當(dāng)設(shè)定速度大于實(shí)際速度，電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)矩控制，當(dāng)設(shè)定速度小于實(shí)際速度，實(shí)現(xiàn)負(fù)的轉(zhuǎn)矩控制。卷取時(shí)，精軋機(jī)未拋鋼時(shí)波形如圖1所示。（c2 prb speed reference：下夾送輥設(shè)定速度；c2 prb speed actual：下夾送輥設(shè)定速度；c2 ma tq total：芯軸實(shí)際轉(zhuǎn)矩 ）
芯軸傳動(dòng)采用西門子原裝6se71變頻器三并聯(lián)裝置，調(diào)試方法與單裝置不一樣，p115=2，3，6（電機(jī)辨識(shí)）不能被選擇進(jìn)行，只允許p115=1，4，5的電機(jī)辨識(shí)被選擇。這也就是說，定子電阻rs和空載電流i0必須按照電機(jī)制造商的銘牌參數(shù)輸入，調(diào)試時(shí)，須注意過程。

圖1 精軋機(jī)未拋鋼，下夾送輥與芯軸張力控制波形

(2) 芯軸電機(jī)
ybp800-6,1000kw, 290/1100r/min, ac400/660v, 1562/875a。
可見此電機(jī)弱磁倍數(shù)不是與轉(zhuǎn)速成反比的關(guān)系。為滿足工藝設(shè)備，要求傳動(dòng)裝置在對(duì)電機(jī)的控制過程中，經(jīng)過基速弱磁后，配合電機(jī)磁場的調(diào)節(jié)，使得電機(jī)端電壓逐步抬高至660v，從而使電機(jī)滿足了全調(diào)速范圍內(nèi)的要求。調(diào)試中應(yīng)正確輸入電機(jī)電壓與額定頻率（660v，478r/min(=660/400×290)）。
3.2 壓下電機(jī)主從控制
由四輥可逆粗軋機(jī)與立輥及前后推床、工作輥道組成粗軋機(jī)組, 用于將板坯軋制成規(guī)定的中間坯厚度(25－50mm)。其中的壓下由機(jī)械壓下和液壓微調(diào)（agc）組成。機(jī)械壓下采用空載調(diào)整輥縫的電動(dòng)壓下方式，兩臺(tái)低慣量雙軸伸的交流電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速機(jī)通過同步軸相互連接，同步軸上裝有電磁離合器，使兩邊的壓下裝置可以同時(shí)動(dòng)作，也可以單獨(dú)動(dòng)作。
主從控制采用常見的通過光纖傳輸積分分量的方式。主從裝置的選定由一級(jí)控制。壓下電機(jī)要求啟動(dòng)的快速性，按照西門子的控制思想，裝置長期處于解封狀態(tài)，避免了啟動(dòng)過程的電機(jī)勵(lì)磁過程，在要求電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，直接給定速度即可。
西門子變頻器速度環(huán)的積分具有保持功能，在裝置處于運(yùn)行狀態(tài)，速度為0，其輸出轉(zhuǎn)矩保持。由此導(dǎo)致了壓下電機(jī)上升過程結(jié)束后的零速時(shí)，轉(zhuǎn)矩保持正轉(zhuǎn)矩；而下降過程后的零速時(shí)，轉(zhuǎn)矩保持負(fù)轉(zhuǎn)矩。為了避免這種情況，在電機(jī)不動(dòng)作、速度給定為0時(shí)，雖然裝置依然處于運(yùn)行狀態(tài)，但速度環(huán)必須封鎖（p585=b3409，一級(jí)控制），如圖2所示。

圖2 裝置運(yùn)行，速度為0，轉(zhuǎn)矩的積分保持波形

3.3 輥道類采用無編碼器矢量控制（p100=3）
調(diào)試輥道類負(fù)載，常采用p100=1的標(biāo)量控制，這是充分利用其機(jī)械特性軟等特點(diǎn)。而對(duì)于軋機(jī)前后輥道，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩以及快速性，p100=1的控制方式滿足不了要求，只能采用p100=3的不帶編碼器矢量控制。
p100=3調(diào)試注意事項(xiàng)：
(1) 電機(jī)數(shù)目不能隨意增減
電機(jī)辨識(shí)過程的對(duì)象是電機(jī)以及電纜等，因此這種控制方式，電機(jī)數(shù)目不能隨意增減。
(2) 轉(zhuǎn)矩有跌落
不帶編碼器的控制方式，存在電壓模型以及電流模型轉(zhuǎn)換的過程，在轉(zhuǎn)換頻率（p313）處，轉(zhuǎn)矩有跌落現(xiàn)象。
(3) 啟動(dòng)斜坡轉(zhuǎn)換
不帶編碼器矢量控制，p115優(yōu)化后，p467=4，啟動(dòng)斜坡轉(zhuǎn)換有效，低速時(shí)，斜坡時(shí)間長，高速時(shí)，斜坡時(shí)間變短。為了追求啟動(dòng)快速性,使p467=1，同時(shí)這必須相應(yīng)修改p278，p279，以免啟動(dòng)過電流,如圖3和圖4所示。

圖3 優(yōu)化后，p467=4，斜坡轉(zhuǎn)換有效時(shí)波形

圖4 p467=1，p278，p279調(diào)整后的啟動(dòng)波形

3.4 對(duì)p100=1控制方式設(shè)定速度與實(shí)際速度的分析
p100=1標(biāo)量控制速度有靜差，但以往觀點(diǎn)是kk0075（速度設(shè)定值）與kk0148（速度實(shí)際值）在6se70中是一樣的，即錄不到真實(shí)的速度波形，裝置也不會(huì)報(bào)a042報(bào)警。此次調(diào)試錄到上述兩者不一致的波形，相關(guān)原因查功能圖比較容易分析，此現(xiàn)象多發(fā)生在加減速過程，如圖5所示。

圖5 p100=1，速度設(shè)定值與實(shí)際值差異波形

3.5 f025、f026
常見原因是igbt擊穿，觸發(fā)板損壞。但出鋼機(jī)調(diào)試時(shí)出現(xiàn)p100=1裝置正常工作，但矢量控制報(bào)此故障，最后發(fā)現(xiàn)是ct（電流互感器）損壞。
3.6 編碼器信號(hào)反向的異常
通常編碼器反向，給定速度后，電機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)，電流大，報(bào)堵轉(zhuǎn)故障。但在調(diào)試精軋立輥時(shí)，編碼器反向，不給定速度，但電機(jī)自啟動(dòng)，低速轉(zhuǎn)，電流大，如圖6所示。

圖6 精軋立輥，編碼器信號(hào)反向，電機(jī)自啟動(dòng)

分析后，可能是由于啟動(dòng)后，編碼器信號(hào)線有干擾，造成了實(shí)際速度有信號(hào)，而速度環(huán)比例過大。調(diào)低p235，此想象消除。
3.7 電抗器發(fā)熱處理
層冷輥道好幾組電抗器發(fā)熱，最高可達(dá)130℃。錄相發(fā)現(xiàn)電流等沒有問題，分析可能是電纜等對(duì)地耦合電容與電抗器電抗交換能量不及時(shí)造成的。
解決措施：一是加大電抗器容量；二是降低進(jìn)線電壓；三是降低載波頻率p340。把層冷輥道所有的裝置的載波頻率p340降低，發(fā)熱量明顯降低。

4 結(jié)束語
本文主要以熱連軋工程為例，就調(diào)試過程中比較容易出現(xiàn)誤解的問題，簡單做了記錄與分析。從事鋼鐵行業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試兩年，西門子6se70應(yīng)用較多，同時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)abb、施奈德等變頻器調(diào)試能力，提高調(diào)試水平。優(yōu)良的調(diào)試素質(zhì)、過硬的調(diào)試水平、良好的的溝通合作能力，對(duì)工程技術(shù)人員是必須的。

作者簡介
丁義行 男 電力電子與電力傳動(dòng)專業(yè)，現(xiàn)就職于中冶京誠工程技術(shù)有限公司電氣所傳動(dòng)室，從事傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試。

參考文獻(xiàn)（略）