转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统及方法，控制系统包括PLC控制器、倾动变频器、倾动电机、交换机、操作员站、工程师站、角度编码器、测速编码器及操作台，操作员站、工程师站及PLC控制器均连接至交换机，PLC控制器通过PROFIBUS‑DP总线与4台倾动变频器通讯连接。控制方法采用预先快速励磁，锁定转速设定值及转速控制器的控制方法来快速启动转炉倾动；采用电力拖动系统中的对称法计算倾动变频器内部的速度控制器PI参数保证转炉倾动平稳运行；采用设置双编码器来检测转炉倾动角度，增加编码器备用可靠性；采用优化倾动电机抱闸控制策略，停车时主从变频器沿着相同的减速斜坡下降停车。本发明专利技术实现转炉快速启停，平稳摇炉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于转炉倾动系统控制领域，特别涉及一种转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统及方法。
技术介绍
转炉是炼钢厂的核心系统，转炉倾动装置作用是在兑铁水、加废钢、炉后出钢及炉前倒渣等过程中倾动炉体，在一个转炉冶炼周期内，转炉至少经过三次前倾，一次后倾才能完成冶炼过程。转炉倾动系统一般采用4台倾动变频器分别4台倾动电机，4台倾动电机通过一二次减速机刚性相连，采用全悬挂4点啮合柔性传动方式。倾动电机间为刚性连接，要求主从控制为转矩同步，进行均匀的负荷分配，确保4台倾动电机同步运行同步启停，运行平稳。在正常转炉生产中，需要在出钢和出渣时能点动摇炉，既要快速性又要保证稳定性。转炉倾动变频器一般功率较大，倾动变频器正常启动一般需要约3秒左右时间来进行正常励磁建立磁场，励磁完毕后还需约一定时间沿斜坡建立力矩，从发出摇炉命令到转炉开始动作会间隔约3.5秒。仅通过缩短升速时间及励磁时间并不能解决转炉启动慢的问题。同时因倾动主从变频器对停车命令OFF1的反映不一致，如果停车抱闸控制设置不当，会导致转本文档来自技高网...

【技术保护点】
转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统，其特征在于：包括PLC控制器、倾动变频器、倾动电机、交换机、操作员站、工程师站、角度编码器、测速编码器及操作台，操作员站、工程师站及PLC控制器均连接至交换机，操作员站及工程师站通过TCP/IP协议读取PLC控制器的数据；PLC控制器通过PROFIBUS‑DP总线与4台倾动变频器通讯连接，4台倾动变频器包括1台主变频器和3台从变频器，PLC控制器通过Profibus‑DP总线给定主变频器启停命令和速度给定值，同时接受主变频器的速度控制器的PI输出值并传给从变频器，作为从变频器的转矩控制器的转矩给定值；倾动变频器借助编码器模块通过西门子专用协议Drive‑CLI...

【技术特征摘要】
1.转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统，其特征在于：包括PLC控制器、倾动变频器、
倾动电机、交换机、操作员站、工程师站、角度编码器、测速编码器及操作台，操作员站、
工程师站及PLC控制器均连接至交换机，操作员站及工程师站通过TCP/IP协议读取PLC控
制器的数据；PLC控制器通过PROFIBUS-DP总线与4台倾动变频器通讯连接，4台倾动变
频器包括1台主变频器和3台从变频器，PLC控制器通过Profibus-DP总线给定主变频器启停
命令和速度给定值，同时接受主变频器的速度控制器的PI输出值并传给从变频器，作为从变
频器的转矩控制器的转矩给定值；倾动变频器借助编码器模块通过西门子专用协议
Drive-CLIQ连接倾动电机后端的测速编码器，构成速度及转矩双闭环控制；PLC控制器通过
PROFIBUS-DP总线与安装于倾动电机后端的角度编码器连接。
2.根据权利要求1所述的转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统，其特征在于，每台倾动
变频器对应配置一个操作台，每个操作台上均设有用于启动倾动变频器的“本地”、“远程”
选择开关，只有一个操作台上的选择开关选择本地，其余三个操作台上的选择开关选择远程，
在选择本地的操作台上操作摇炉手柄来倾动转炉，当该操作台的选择开关选择本地时，启动
倾动变频器开始快速励磁。
3.根据权利要求2所述的转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统，其特征在于，每台倾动
变频器包括一个CU320-2DP控制单元、一个整流单元模块、一个电机模块和一个SMC30编
码器模块，整流单元模块、电机模块和SMC30编码器模块通过西门子专用协议Drive-CLIQ
连接至CU320-2DP控制单元，CU320-2DP控制单元通过PROFIBUS-DP总线与PLC控制器
连接，CU320-2DP控制单元内设置转速控制器、速度控制器、磁通控制器和抱闸功能块。
4.一种上述权利要求3所述的转炉倾动快速启停平稳摇炉控制系统的控制方法，其特征
在于，包括如下步骤：
(1)采用“预先快速励磁，锁定转速设定值及转速控制器”的方式快速启动变频器；
当转炉倾动允许条件具备，某操作台开关旋至“本地”，本地信号启动变频器进行快速励
磁建立磁场，磁场建立完毕后变频器处于转速设定值及转速控制器的双重锁定状态，倾动变
频器通过设置磁通控制器参数以激活倾动变频器的快速励磁功能，在倾动电机启动时执行以
下步骤：
a)励磁电流设定值跃升到极限值；
b)磁通随着励磁电流设定值尽快上升，同时设定磁通阈值，一旦磁通达到由原设定的磁
通阀值，倾动变频器结束励磁；
在选择“本地”的操作台上操作摇炉手柄，PLC控制器立即解锁原处于锁定状态的转速
设定值和转速控制器，倾动变频器转矩电流快速上升，当转矩电流大于开抱闸设定值时，电

\t机抱闸打开，转炉开始动作；当操作台上...

【专利技术属性】
技术研发人员：任朝晖，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42