第 22 页 共 37 页1200六辊可逆冷轧机电气自动化系统控制方案1 概述根据1200六辊可逆冷轧机技术规格电气招标书所提供的工艺设备和技术要求，并参考了同类型的单机架六辊可逆冷轧机的工艺技术，编写了本电气传动及基础自动化控制的技术方案。2 供电2.1 电气设备运行条件1）电气设备运行环境要求环境温度现场：040C电气室：1035C操作室：255C空气湿度：相对湿度95%且无凝露；污染等级：III级，无火灾爆炸危险、无导电性尘埃、不腐蚀金属物及不破坏绝缘介质的环境。2）电气设备运输及储存环境要求环境温度-2065C ；空气湿度及污染等级要求与运行时相同。3）电气设备使用的电压等级及技术条件 本机组所使用电气设备电压等级符合我国国家标准，主要用电设备的电压等级为：u 供电电压及频率：105%kV，501Hzu 低压供电电压：AC380/220Vu 交流电动机电压：AC380Vu 直流电动机电压：DC440660Vu 电磁阀：DC24Vu 电磁抱闸：AC220Vu 控制电压：AC220V，DC24Vu 保护地：接地电阻4u 系统地：接地电阻80kA/s。额定短路分断能力与电网短路电流相适应，Icu 50kA根据需要配置必要的电流、电压表计，端子板采用Phoenix端子。单机架可逆冷轧机组设一套MCC，不同容量不同控制类型的回路至少有一个备用回路。注：主传动电动机均配置有空间加热器，这些加热器是在长期停机时防止电机绕组受潮而设置的。由本MCC供电。注：为了保证乳化液站的检修供电，需要检修电源或者备用一路供电回路。(3) UPS电源为保证控制系统运行的可靠性，机组设置一套容量为10kVA的UPS电源为机组控制系统（PLC、AGC控制器、HMI设备等）提供可靠稳定电源。电池和逆变器选用进口产品。容量：10kVA，30min；进线：220VACMCC设备供货清单表序号箱体名称型号规格（W*H*D）单位数量备注1受电柜GGD3（800*2200*600）台121#辅助液压系统控制柜GGD3（800*2200*600）台132#辅助液压系统控制柜GGD3（800*2200*600）台14轧机液压系统控制柜GGD3（800*2200*600）台15润滑系统控制柜GGD3（800*2200*600）台16乳化液系统控制柜GGD3（800*2200*600）台17主传动风机控制柜GGD3（800*2200*600）台18配电柜GGD3（800*2200*600）台19阀组控制柜GGD3（800*2200*600）台210PLC柜GGD3（1200*2200*600）台111UPS电源柜GGD3（800*2200*600）台112入口开卷区域ET200站操作台台113入口开卷区域ET200站控制箱台214入口卷取区域ET200站操作台台115入口卷取区域ET200站控制箱台116轧机区域集中操作台台117轧机操作箱台118轧机区域ET200站控制箱台419出口区域ET200站操作台台120液压、润滑和乳化区域ET200站操作控制箱台321端子箱台522乳化液系统管道过滤器PLC柜机电一体化台13 电气传动：3.1 整流变压器技术参数轧机主传动油浸式整流变压器，1台 ZS9-4000/10，4000kVA，1022.5%/0.69kV，Ud6.5， Dy11/d0左右卷取机主传动油浸式整流变压器，2台ZS9-2000/10，2000kVA，1022.5%/0.69kV，Ud6.5， Dd0/y11开卷机主传动油浸式整流变压器，1台ZS9-630/10，630kVA，1022.5%/0. 46kV，Ud6.5， Dy113.2 主传动系统机组主传动电动机指开卷机、入口卷取机、轧机和出口卷取机。主传动电动机采用直流电动机，相应地为主传动电动机供电的调速装置采用西门子（6RA70系列）全数字控制的晶闸管整流装置。（1） 主传动电动机技术参数如下：名称参数开卷机左卷取机主轧机右卷取机备注电动机容量（kW）3502600212502600电动机速度（r/min.）800/1200370/1200410/1000370/1200基速过载能力（倍/1 min.）2.02.02.02.0高速过载能力（倍/1 min.）1.51.51.51.5额定电枢电压（V）440660660660额定电枢电流（A）8659812016981指单台电机的电流额定励磁电压（V）220220220220暂定励磁方式他励他励他励他励额定励磁电流（A）24326797326主传动电动机设有若干Pt100电阻以检测电动机绕组和轴承温度。自动化系统通过16路热电阻信号放大器（FCS-1002T）循回检测Pt100的阻值，以实现对电动机绕组和轴承温度的监控。（2）传动系统主要功能性能指标动态速降：1%静态精度：0.1%恢复时间：130ms调节精度：0.01%（速度反馈用脉冲码盘为1024P/RPM，增量型，DP网数字量给定）（3） 全数字直流传动装置主要功能冷轧机组直流电动机驱动装置内部的混装直流模块采用SIEMENS公司6RA70全数字控制单元，保证动态、静态调节品质，提高系统的抗干扰能力。混装直流模块与SIEMENS公司的6RA70全数字控制单元完美配合，使装置具有完善的故障保护功能；具有过压、过流、超速、失速、电网电压过高、过低、速度反馈故障等等。便于判断、检查、维护。励磁控制单元与之配套，为非独立励磁系统。传动装置配置PROFIBUS卡，完成与控制系统的通讯；通讯内容有设备起/停、速度设定、速度反馈、故障信息等。 (4) 传动供电用全数字晶闸管整流装置为主传动电动机供电的全数字晶闸管整流装置将采用SIEMENS公司6RA70系列全数字控制系统，装置配置有PROFIBUS-DP网卡，可实现与simatic S7-400PLC（或WINAC）自动化系统快速地通讯。主轧机上、下工作辊分别由一台电机驱动，两台电机独立供电调速，考虑负荷均衡和速度匹配。入、出口卷取机各由两台电机同轴驱动，卷取机的两台电机独立供电调速，考虑负荷均衡并带有张力控制。主传动装置的主要技术参数为：开卷机入口卷取机可逆轧机出口卷取机备注传动装置型号及数量6RA7018-6DV62-0 1套6RA7018-6DV62-0 2套6RA7018-6DV62-0 2套6RA7018-6DV62-0 2套传动整流进线电压（AC V）460690690690传动整流输出电压（DC V）480725725725传动整流额定输出电流（DC A）2000200040002000励磁电压（DC V）220220V220V220V励磁电流（DC A）255010050整流方式三相全控桥式反并联，可逆，逻辑无环流（5）传动装置控制原理图（见附图）4 基础自动化：4.1 概述 1200六辊可逆冷轧机基础自动化系统选用一块CPU4142DP模块作为处理器，完成整个机组的信息采集及逻辑顺序控制。S7-400 PLC通过PROFIBUS-DP网与功能PLC从站（FM458）以及ET200M形成分布式结构，使得整个系统的配置简单、可靠、实用，便于调试和维护。基础自动化系统由三部分组成：（1） PLC控制 ，主要完成以下功能：u 顺序控制u 操作运转连锁u 生产辅助设备（液压、润滑、乳化液等）运转控制u 传动控制u 轧机前、后张力控制u 机组速度主令控制u 自动甩尾控制u 带钢缺陷点（多点）跟踪和减速u 带钢长度、卷取长度计算u 带钢头位跟踪、钢卷跟踪u 轧制社钉值的管理与分配（2） 机架控制，主要完成以下功能：u 轧机压下控制u AGC控制 u 弯辊控制u 串辊控制（3） HMI，主要完成以下功能：u 原始钢卷资料录入及轧制计划表存储u 轧机预设定计算（有表格式和数学模型两种）u 轧制模型自适应和自学习功能（有模型时）u 生产过程监控u 设备状态监控u 辅助设备操作u 生产准备条件u 生产统计报表u 历史资料存储u 故障报警u 报警记录与打印等4.2 PLC控制系统自动化配置清单主站序号名 称型 号数量1主机架(18槽)6ES7 400-1TA00-0AA012CPU414-26ES7 414-2XG04-0AB013电源6ES7 405-0KA01-0AA014程序存储卡(1M)6ES7 952-1AK00-0AA015前连接器6ES7 492-1AL00-0AA0166DI(32)6ES7 421-1BL01-0AA027DO(32)6ES7 422-1BL00-0AA018AI(8)(14位,隔离、有线性化)6ES7 431-1KF1-0AA019AO(8) (13位,隔离)6ES7 432-1HF00-0AB0110扩展机架(18槽)6ES7 400-1TA00-0AA0111IM460-0(扩展模块)6ES7 460-0AA01-0AB0112IM461-0(扩展模块)6ES7 461-0AA01-0AB0113FM450(2-500K)高速计数器6ES7 450-1AP00-0AA0614扩展电缆6ES7 461-0AA01-0AB011516CP443-1高级以太网处理器（4口）6GK7 443-1EX00-0XE0117闭环控制器FM458-1 DP6DD1 607-0AA1118存