[发明专利]转炉倾动电气传动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业炼钢工艺转炉倾动装置，尤其是涉及用于转炉倾动装置的电气传动控制系统。 

背景技术

转炉倾动装置在冶炼操作中，由于频繁的启动、制动和加减速，常常产生剧烈的扭转振动，出现强烈的扭振力矩冲击，这不仅影响转炉传动设备的机械寿命，甚至会导致设备事故。据工艺要求，转炉的倾动角度为±360°，转炉炉口和炉底方向轴线与地平面垂直时为零位状态，故炉子倾动负载力矩属于反阴性的位能负载。当炉体处于正力矩状态时，电动机处于电动运行状态，当炉体处于负力矩状态时，电动机处于回馈制动状态。 

为了使转炉传动设备处于良好的工作状态，满足生产过程中转矩平衡、动态响应快、速度控制精确及系统稳定的要求，需要对其倾动装置采取控制。目前控制转炉倾动方案有多种，常用的是一主三从控制方式，但均存在一些诸如转矩平衡差、主从切换繁琐等缺点。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种转炉倾动电气传动控制系统及其控制方法，本发明能够使多台倾动电机转矩保持高度一致，使转炉传动设备处于良好的工作状态，从而能够有效地延长机械的使用寿命。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案是： 

转炉倾动电气传动控制方法包括以下步骤： 

1)配置PROFIBUS-DP网络，然后运行该控制系统； 

2)PLC控制器通过其内部程序设置的速度调节器计算出的转矩指令值发送给变频器，变频器再根据该指令调节其对应的电机； 

3)倾动速度编码器检测各台电机的实际速度值，并反馈至变频器； 

4)变频器通过PROFIBUS-DP网络将各台电机的实际转速和转矩值发送到PLC控制器，PLC控制器根据这些数据判断各变频器是否处于正常状态；若变频器工作正常或异常变频器的数目小于或等于阈值，则进入下一步；若异常变频器的数目大于阈值，则停机并转人工处理； 

5)PLC控制器经分析和运算后得到当前系统速度反馈值，再经PLC控制器的速度调节器计算后，PLC控制器通过PROFIBUS-DP网络将转矩指令值发送给四台变频器。 

本发明与传统的控制技术相比，具有以下主要的优点： 

其一.由于本系统简单可靠，可减少人工维护量，降低事故发生率，延长转炉的使用寿命。 

其二.解决了传统一主三从控制方案各变频器工作在不同的模式下导致输出转矩有差异的问题，本系统四台变频器工作模式相同，各电机转矩给定值完全一致，真正实现了四台倾动电机的同步运行。 

其三.由于不设置主变频器，摆脱了传统控制方式对单个变频器依赖性很高的缺点。 

其四.四台电机的速度反馈编码器均反馈至PLC控制器，PLC可以对四个反馈信号进行监控及比较，防止了由于单个编码器故障而对系统产生影响的缺点。 

其五.不再需要进行变频器的主从选择和主从切换，简化了操作步骤和流程，避免了传统控制方式下需要停机离线进行主从切换的缺点 

其六.相比在变频器中实现速度调节器功能的传统方式，在PLC控制器中能够采用更加复杂和智能的算法。 

其七.可兼顾速度精度高与转矩平衡好的优点，减小了对机械的冲击，易于维护。 

其八.由于国家经济的发展，对炼钢的技术水平和当今的自主化国产化的更高要求，因此本控制系统具有广阔的市场前景。 

综上所述，本发明具有简单可靠、控制精度高、动态响应快、无需主从切换和易于维护等优点。有效地解决了传统的一主三从控制方式(一个速度控制三个转矩控制)，或传统的利用机械柔性寻找转矩平衡的控制方式(都作速度控制，不做转矩同步，只利用机械柔性来寻找转矩平衡)，所带来的诸如转矩平衡差、动态响应慢和机械损伤较大的缺点。 

附图说明

图1为本系统所采用的PROFIBUS-DP网络配置图。 

图2为本方案的控制结构图。 

图3是以西门子6SE70变频器为例，提供的倾动电机变频器电路图。 

图4是速度调节器在PLC控制器内的算法流程图。 

具体实施方式