倍尺飞剪电气控制

核心提示：　　本文对成品倍尺飞剪电控系统的设计与投运作一简介。该倍尺飞剪的主要设计指标如下：棒材线速度V1=4~12m/s；倍尺剪切长度：54m（定尺长度为9m）；剪切精度：*600mm；起停周期：2.5s；尾

　　本文对成品倍尺飞剪电控系统的设计与投运作一简介。该倍尺飞剪的主要设计指标如下：棒材线速度V1=4~12m/s；倍尺剪切长度：54m（定尺长度为9m）；剪切精度：*600mm；起停周期：2.5s；尾钢长度范围：（20m，60m）成品倍尺飞剪是提高成材率和定尺率的关键设备。两台飞剪正式投运以来未发生故障。这表明软硬件设计是成功的，在高速飞剪设备国产化的道路上迈出了一步。

　　2硬件设置概况该飞剪设置如下：驱动电动机为国产低惯量直流电动机，型号为ZFQZ*315*32额定容量、电压、转速依次为200kW400V600rpm.飞剪机械由国内某高速齿轮机厂制造，不经减速齿轮箱直接与直流电动机输出轴相联。

　　测速和位置反馈共用一个量编码器，型号为TRD― 1000；该飞剪主传动采用全数字直流装置，型号：6RA7087；PLC采用S7*3⑴系列产品，总共只含4个模块：CPU（型号：CPU315*2DP），高速计数输入模块（FM350- 2），开关量输入模块和电源模块。

　　通讯分别通过MPI总线和CBP模块。

　　两台飞剪电控各占一个专用的电柜，内装6RA70主机和PLC，共用一个开关柜。三柜占宽共3轧钢工艺对成品倍尺飞剪电控系统的要求①从起动到飞剪完成剪切后的一段时间里，电控系统工作于转速闭环，在稳速段剪切，剪切动态速降小；②电控系统转入剪刃角位置闭环后，能够快速和准确地返回零位，无零位振荡；③有完善的检测系统。通过热金属检测器获知棒材的来、去，通过轧机编码器获知棒材行进速度和飞剪剪刃的角位移，并测算出本次棒材的实切长度；④与上位机通讯，接收倍尺倍数、棒材直径等指令性信息，并与上位机交换飞剪机本机和轧线上其它轧机的故障信息；⑤具有完善的事故警示和保护系统。

　　4优化剪切简介剪剩的一段棒材叫做尾钢，不是由剪切形成的头叫做元头。虽然可以通过安排轧制规程和尽量控制尾钢长度，但它仍然是方差较大的随机变量。

　　优化剪切的任务是使尾钢长度适中，确保不出现空切。

　　尾钢太长则冷床盛不下；太短（包括空切）则存在以下问题：①由于在通向冷床的辊道上棒材加速力和阻力的大小与其长度相关，短钢往往走得慢，尾钢若被元头追尾，会使HMD3漏报元头的到来，造成整根棒材未经剪切直冲冷床的后果；②剪切时若棒材尾端己离开出口轧机，其行进速度将不确定，切长精度将难确保；③因为冷床动作的快速性有限，冷床两次动作之间必须有一定的时间间隔，尾钢太短就会使冷床拨钢的速度跟不上来钢的速度；④飞剪空切不仅是一种资源浪费，还可能切到后续棒材的元头，产生难处理的“短头”。

　　PLC通过预报成品钢材的长度，作出还要再切多少刀，是否有必要向最后1刀“借尺*（借1~2个定尺长度）的判断，从而实现优化剪切。

　　优化剪切的前提是预报整根钢坯的成品棒材长度Ls.Ls的算式是Ls=EV，。其中，TX是钢坯在HMD2视野内的时间，V，是M的平均值。Ls= T-V，的推导：设沁机架出口钢材总体积为W钢材截面积为S，则Ls=W/S，。

　　因为轧制不变钢材总体积，若HMD2装在高越农，史清源等。起停式切头剪采用PLC控制的设计与调试电气传动自动化，1999，（3）。（下转第60页）算出不同短路点的短路电流值不必一味追求高短路分断指标。目前市场上供应的塑壳断路器，有经济型（C）、基本型（N）、标准型（S）、高分断能力型（H）4类。它们的短路分断电流依序从小到大，以适合不同线路保护的需要。在同等壳架电流下，短路分断能力越高价格越高。CCM1― 400H塑壳断路器（80V、65kA）的价格为CCM1*400S（380V、35kA）的1.2倍，进口产品价格差距更大。可见系统设计时节省对断路器的投入，应当作为设计者选型时应考虑的问题。

　　配电系统设计还要求各级断路器动作特性应能彼此协调配合，按选择性动作，即发生故障时，应使靠近故障点的断路器断开，而其上一级和上几级靠电源侧方向为上）断路器不动作，使断电范围限制到最小。

　　断路器的额定分断能力有2种，即额定极限短路分断能力I*（断路器进行此项目的试验，其试验程序为OtCO，O为分断，CO表示接通后立即分断，t为休息时间，（通常是3min）和额定运行短路分断能力Is（试验程序为OtCOtCO）IEC947*2及GB14048.2标准均规定，Is可为I*的25% 50%75%和iro%，一般情况Is小于/（。根据为断路器的安装类别，万能式断路器（CCW1如DW17、AH等型号）通常用于电源级（V类）它被看重的是/s.而用于配电水平级（I类）的塑料外壳式断路器（如皿1、10、1、0220等）偏重要求的是/1. 4欠压脱扣器的选择如果线路电压降低到额定电压的70%，这种电压称为崩溃电压。它将使电动机无法起动，照明电器暗光，电阻炉发热不足。而运行中的电动机，当其工作电压降低至50%左右的临界电压时，就要发生电动机堵转，电动机的电流急剧上升，达6/>，时间略长电动机将被烧毁。为避免产生上述情况，应选择断路器的欠压脱扣器。欠压脱扣器的动作（上接第39页）轧生产工艺与设备北京：冶金工业出版社，1999.：业于清华大学自动控制系，曾任职于武汉科技大学，现任职于天津先导机电有限公司。主要从事控制理论教学、电气传动、轧钢自动化、电动机软起动工作。

　　电压整定在70%路器和重要支路，而瞬动常用于一般支路。对供电质量较差的地区，电压波动较大，常在欠压脱扣器动作电压上限值附近时，不宜使用欠压脱扣器。

　　5使用四极断路目前城市的配电在推广TN*S接地系统（三相五线），在确保不断开PE线的前提下，要求将三根相线与中性线（N线）接于同一断路器上，其目的和理由是：①如果N线不与相线一起接通和断开，一个系统的零电位的升高可能传到另一个系统中去，将危及检修人员的安全。②含有较大零序电流的TNTT系统，当电源线或联络线采用屏蔽层或金属管敷设时，如果进线电源转换或联络用的开关电器不同时将N线与其它相线一起接通或断开，或几个回路的PE线通过重复接地被并联起来，则中性线将被分流，引起金属管或屏蔽层因内部合成磁势不为零而发热，造成事故及内部损耗大。

　　鉴于上述特别是第1条原因，对于TT、TN系统可以使用四极断路器，四极断路器是为电气隔离而设置的，应设在电源进线处和一供一备两个电源倒换处。

　　在选用和安装断路器时，应注意N极与其它各极的同步性（这与某些断路器的N极设计成先合后分并不矛盾）。最危险的是N极动、静触头接触不良或后合，形成实际上的N线断开，将使其它三相与断线后的相电压发生升高或降低的变化，造成某些设备烧毁，因此四极断路器的选用应慎重。