[发明专利]一种拉矫机负载平衡的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸设备技术领域，特别涉及一种拉矫机负载平衡的实现方法。

背景技术

拉矫机是连铸机的铸坯驱动装置。生产不同铸坯断面的连铸机具有不同的拉矫机机架数，例如小方坯通常是两个机架，板坯或其它断面的连铸机通常具有较多的机架。每机架通常有单电机传动或双电机传动。无论是什么传动方式，各拉矫电机的负载经常不一致，在多电机传动方式下，部分电机甚至可能被反拖，影响拉矫机的整体驱动性能。在事故处理时，往往需要拉矫机超负荷运行，尤其需要拉矫机能够均衡的出力。因此，连铸拉矫机的负载平衡一直是各个厂家重点关注的项目。

以异型坯连铸机为例，拉矫机共有四个机架，每机架由一台电机驱动，各采用一台直流调速装置拖动，由于简单地实现了同一速度给定下各装置分别驱动，在开浇后引锭杆通过各机架时，因引锭杆头部与杆身高度不同，造成负载极不平衡，开浇困难，常造成断浇。现有技术中往往采用主从控制方式，即以一台装置作为主动装置，其它装置作为从动，从动控制装置无速度控制，只有电流控制，其电流环给定来自主动控制装置的速度环输出。当由于实际生产中铸坯作为负载，并不是刚性负载，且由于二冷室弧度不正确以及长期生产后产生的变形量，在各机架电机速度不能同步时，不能保证负载平衡。

针对上述的问题，以柔性的方法实现拉矫机负载平衡是现有技术需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种拉矫机负载平衡的实现方法，防止因负载变化引起传动装置过转矩导致停机，使连铸机断浇的设备故障，同时避免因拉速波动导致的液面波动，从而提高产品质量，降低生产成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种拉矫机负载平衡的实现方法，其特征在于：所述的实现方法中各机架传动系统均有自身速度调节，以各机架传动系统之间的负载电流偏差反馈给控制器，控制器通过计算并编程后得到各机架传动系统的速度给定修正值，以附加给定的方式由控制器发送至各传动装置，从而改变各传动系统的输出转矩。

所述的控制器通过分布式现场总线采集每个机架传动系统的负载电流偏差，并且把速度给定修正值传递给设在传动装置上的通讯卡。

所述的控制器为西门子PLC S5-155U大规模工业控制可编程控制器，其CPU模块采用了高性能的CPU948；所述的分布式现场总线为西门子PROFIBUS-DP，其主站模块为IM308B；所述的通讯卡的型号为CS51通讯卡。

所述的实现方法中负载电流偏差与速度给定调整范围的关系为：当0<ΔI<5%时ΔV=0；当5%≤ΔI≤20%时ΔV=2VeΔI/15 Ie-0.667%Ve；当20%≤ΔI≤50%时ΔV=2VeΔI/15Ie-0.667%0Ve，其中ΔI为各传动装置负载电流差、ΔV为从动传动装置速度给定调整范围、Ve为实时的电压值、Ie为实时的电流值。

所述的实现方法是计算出不同操作模式下提供给相应传动装置的附加给定，通过在热坯状态下所有装置的实际电流可以计算出平均电流，然后依据每台传动装置的电流修正值计算出它的速度给定。

所述的实现方法中各装置电流均值的计算方法为：        MEAN [A] =，其中：MEAN为各装置的电流均值；X_0x 为第x号装置的电流实际值；CALIB_0x为第x号装置的无功电流；Q_CNT为参与负载平衡控制的装置数量。

所述的实现方法中速度修正值的计算方法为：               Δn  [r.p.m] =，其中Δn为速度修正值的绝对值；MEAN为各装置的电流均值[A]；DELTA_0x为装置实际电流及无功电流的差值nRAT为电机额定速度；IRAT为电机额定电流。

所述的实现方法中速度给定值的计算方法为：            N_SET  [r.p.m] =，其中N_SET为速度给定；V_CAST为浇铸拉速 [m/min]；ROLL_DIA为辊径 [mm]；GEAR为齿轮速比。

一种拉矫机负载平衡的实现方法，由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、可利用现有控制器系统实现，无需增加传动系统主从控制所需的硬件设备；2、通过速度微调，输出转矩的输出能够自适应，克服负载不均衡情况的出现；3、减少了连铸机生产断浇，且由此可能产生的漏、溢钢等恶性生产事故，同时也减少了过载对机械与电气设备的冲击，降低企业生产及维修成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明一种拉矫机负载平衡的实现方法的硬件框图；