一種基于6ra80直流調(diào)速器實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金自動化控制領(lǐng)域，具體是一種基于6RA80直流調(diào)速器實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡控制的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在大壓下量乳制時，要求驅(qū)動電機(jī)輸出功率較大，為了減小電機(jī)傳動軸的負(fù)荷，采用上下工作輥單獨(dú)傳動方式，又因?yàn)殡姍C(jī)軸上傳動力矩較大，一般系統(tǒng)設(shè)計選用直流機(jī)來實(shí)現(xiàn)，但直流機(jī)由于換向等問題的限制，不可能將容量做的很大，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，為了達(dá)到乳制的功率要求，設(shè)計了兩臺電機(jī)分別驅(qū)動兩個工作輥的傳動方式。
[0003]這樣的機(jī)械傳動方式對上下輥電機(jī)的控制系統(tǒng)提出了更高的要求，如果上下輥電機(jī)的負(fù)荷不平衡，就會造成乳輥與帶鋼表面產(chǎn)生相對滑動，嚴(yán)重時會引起電機(jī)過熱和機(jī)械振動，進(jìn)而影響乳制效率和成品質(zhì)量。
[0004]上、下輥電機(jī)的速度控制系統(tǒng)是相互獨(dú)立的，在實(shí)際乳制中，由于乳件上下表面與乳輥之間的摩擦系數(shù)、冷卻條件等存在著某些差異。調(diào)速系統(tǒng)或多或少總存在著誤差。故上、下輥實(shí)際速度很難完全同步，特別是在動態(tài)過程中更為明顯。速度上的不同步，必然會引起上下輥電機(jī)負(fù)荷的不平衡。從工藝角度上講，要求上、下輥?zhàn)饔糜谌榧磧擅娴牧乇M可能相等，一般允許小于3?5%的力矩偏差。
[0005]西門子公司SINAMICS 6RA80系列全數(shù)字調(diào)速控制系統(tǒng)性能好，可靠性高，可以滿足高動態(tài)品質(zhì)與高調(diào)速精度的要求。對傳動系統(tǒng)的控制采用了靈活多樣的軟件模塊，可以滿足各種不同控制的要求，系統(tǒng)中標(biāo)配有各種應(yīng)用的自由功能塊，另外，也可使用自由功能塊，從驅(qū)動控制圖(DCC)中擴(kuò)展功能范圍，以使直流調(diào)速裝置在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上最大化的適應(yīng)特定的應(yīng)用。
[0006]DCC是西門子專為SINAMICS系列調(diào)速器提供的一種可編程環(huán)境，用圖形化的編程語言(CFC)來實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動系統(tǒng)相關(guān)功能工具包。DCC由兩部分組成:DCC功能庫以及DCC編輯器，其中DCC編輯器是一種基于CFC的編程系統(tǒng)，它提供了一個編輯平臺，在這個平臺上，用戶可以自由組合各種功能塊，實(shí)現(xiàn)所要求的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于上、下輥實(shí)際速度不完全同步而引起上、下輥負(fù)荷不平衡的問題，提出了一種基于6RA80直流調(diào)速器實(shí)現(xiàn)上下輥的負(fù)荷平衡控制方法。
[0008]具體步驟如下:
[0009]步驟一、通過6RA80直流調(diào)速器分別啟動上下輥電機(jī)；
[0010]步驟二、分別記錄上下棍電機(jī)的電樞電流〗1和ιτ，計算電流的差值絕對值ΔΙ ;
[0011]I ΔΙ = |1上-1下
[0012]步驟三、判斷電流的差值絕對值| ΔΙ|是否大于3%.1±;如果是，進(jìn)入步驟四，計算附加速度給定的微調(diào)量Δη ;否則，附加速度給定的微調(diào)量An為0，不進(jìn)行任何調(diào)節(jié)，進(jìn)入步驟五；
[0013]步驟四、調(diào)節(jié)上輥或者下輥電機(jī)的速度，計算附加速度給定的微調(diào)量Δη ;
[0014]首先將絕對值| △ 11經(jīng)負(fù)荷平衡控制器調(diào)節(jié)后，輸出附加速度給定的調(diào)節(jié)系數(shù)a ;然后，將附加速度給定的調(diào)節(jié)系數(shù)a乘以2%.|n\ |，限幅環(huán)節(jié)對a.2%.|n\ |調(diào)節(jié)保護(hù)，使a.2%.I ( 10%.\n ± |，得到上棍電機(jī)附加速度給定的微調(diào)量An:
[0015]Δη上= a.2%.| η* 上
[0016]步驟五、判斷差值絕對值| Δ 11中的Δ I是否大于0，如果是，將上輥的速度給定值減去附加速度給定，得到上輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速值η±，否則，下輥的速度給定值減去附加速度給定，得到下棍電機(jī)的轉(zhuǎn)速值ητ ；
[0017]上棍電機(jī)的轉(zhuǎn)速值η上為:η上=η*上- Δη ;
[0018]下棍電機(jī)的轉(zhuǎn)速值η下為:η下= η%_Δη;
[0019]步驟六、判斷上下輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速差值絕對值|η±-ητ |是否大于1%.| ;如果是，減速換一對新的上下乳輥；否則按上下輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速值11±和117輸出轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0021]1)、一種基于6RA80直流調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡控制的方法，利用西門子直流調(diào)速器自帶的DCC編程實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷控制，控制系統(tǒng)里面沒有附加的硬件成本，經(jīng)濟(jì)效益高。
[0022]2)、一種基于6RA80直流調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡控制的方法，系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，有效地控制了上下輥的輸出轉(zhuǎn)矩，保證了乳制力矩負(fù)荷在上下工作輥上平均分配，使上下輥電機(jī)均勻出力，既保護(hù)了傳動機(jī)械設(shè)備，也提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明一種基于6RA80直流調(diào)速器的負(fù)荷平衡控制模型結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖2是本發(fā)明一種基于6RA80直流調(diào)速器實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡控制的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]—種基于6RA80直流調(diào)速器自帶的DCC來實(shí)現(xiàn)上下輥負(fù)荷平衡控制的方法，基于負(fù)荷平衡控制模型實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，該模型包括:負(fù)荷平衡控制器，上輥電機(jī)，下輥電機(jī)和6RA80直流調(diào)速裝置；6RA80直流調(diào)速裝置集成電流調(diào)節(jié)器ACR和速度調(diào)節(jié)器ASR。
[0027]負(fù)荷平衡控制器分別連接上輥電機(jī)和下輥電機(jī)，上輥電機(jī)和下輥電機(jī)被各自獨(dú)立的6RA80直流調(diào)速裝置控制，上輥電機(jī)和下輥電機(jī)分別驅(qū)動上下輥運(yùn)動。
[0028]負(fù)荷平衡控制模型的原理圖如圖1所示，上下輥電機(jī)的電樞電流1±和Ιτ同時輸入到負(fù)荷平衡控制器中，經(jīng)過負(fù)荷平衡控制器的控制得到:上輥電機(jī)附加速度給定的微調(diào)量Λη±和下輥電機(jī)附加速度給定的微調(diào)量Δητ;
[0029]上棍電機(jī)附加速度給定的微調(diào)量Δ η±結(jié)合上棍速度給定值η*上，經(jīng)過6RA80直流調(diào)速裝置后，得到上輥電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值η±;同理，下輥電機(jī)附加速度給定的微調(diào)量Δητ結(jié)合下輥速度給定值η%，經(jīng)過6RA80直流調(diào)速裝置后，得到下輥電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值ητ ;根據(jù)上輥電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值η±和下輥電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速值ητ，閉環(huán)調(diào)節(jié)檢測返回的反饋系數(shù)。
[0030]負(fù)荷平衡控制器由驅(qū)動控制圖(DCC)編程，控制上、下輥轉(zhuǎn)矩給定值相等，實(shí)現(xiàn)在熱乳生產(chǎn)線上初乳機(jī)的上下輥負(fù)荷平衡；具體包括比較環(huán)節(jié)，ΡΙ (比例-積分)調(diào)節(jié)器和限副環(huán)節(jié)。
[0031]ΡΙ調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)為:
[0032]Kfh(Tfhs+l)/(Tfhs) = Kfn+Kfl/s
[0033]Kfn:轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器的比例值；Kfl:電流PI調(diào)節(jié)器的比例值；Kfh:負(fù)荷平衡PI調(diào)節(jié)器的比例值；Tfhs:負(fù)荷平衡調(diào)節(jié)器的積分時間；S是自動控制理論中將時域函數(shù)通過拉氏變換后轉(zhuǎn)變成復(fù)變函數(shù)F(S)。
[0034]PI調(diào)節(jié)器在