[发明专利]转炉倾动变频调速控制系统

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的电气传动控制系统。

背景技术

转炉倾动装置通常采用全悬挂式四点传动方式，其优点是设备布置紧凑，占地小，安装难度较低。在实际生产操作过程中，需对转炉倾动装置进行频繁的起动、制动及加减速操作，所以对倾动装置的控制精度及系统的响应时间有很高的要求。根据转炉控制工艺要求，转炉的倾动角度为正反360°，当转炉炉口与炉底方向轴线与地平面垂直时为垂直状态，故转炉倾动负载力矩为角度的函数，即Tfz＝f（θ），属于反阻性的位能负载。另外，根据工艺设计说明，转炉按正力矩设计，即转炉的耳轴下部比上部高，下部比上部重，从而保证转炉控制系统的稳定性。在转炉倾动装置的实际操作中，进行倒渣或出钢时，可能出现负力矩。当转炉炉体处于正力矩状态时，电动机处于电动运行状态，当转炉炉体处于负力矩状态时，电动机处于发电运行状态，此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运行的要求，需要对倾动装置进行精确的控制。目前，转炉倾动装置的控制常采用转矩或速度的控制方式，存在着转矩平衡差、动态响应慢等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种转炉倾动变频调速控制系统，该控制系统采用转矩、速度双闭环控制，可保证四台变频器分别控制的电动机运行速度和转矩值基本一致，使负载能够均匀分配在四台驱动电动机之间，且转炉运行、启停平稳，节省能源。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

转炉倾动变频调速控制系统，包括四台变频器和由每台变频器分别控制的倾动电机、转炉PLC控制系统，在四台变频器之间，通过光缆串行通讯链路组成一个环形结构网，在环形结构网中，由转炉PLC控制系统对环形结构网中四台变频器确定一台主机及三台从机，转炉PLC控制系统发出的转炉倾动操作信号只与主机连接，再由主机通过光缆串行通讯链路来控制三台从机；每台变频器与转炉PLC控制系统之间通过Profibus-DP网实现速度给定、转矩给定、控制字、状态字的通讯；该系统由速度控制环和转矩控制环组成，在启动转炉时，必须保证变频器输出的转矩值达到负载转矩值时，方可发出制动打开信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该控制系统采用转矩、速度双闭环控制，可保证四台变频器分别控制的电动机运行速度和转矩值基本一致，使负载能够均匀分配在四台驱动电动机之间，且转炉运行、启停平稳，节省能源。

附图说明

图1是转炉倾动变频调速控制系统的通讯结构图。

图2是速度控制环结构图。

具体实施方式

下面结合附图说明详细叙述本发明的具体实施例。

转炉倾动变频调速控制系统，包括四台变频器和由每台变频器分别控制的倾动电机、转炉PLC控制系统，在四台变频器之间，通过光缆串行通讯链路组成一个环形结构网，在环形结构网中，由转炉PLC控制系统对环形结构网中四台变频器确定一台主机及三台从机，转炉PLC控制系统发出的转炉倾动操作信号只与主机连接，再由主机通过光缆串行通讯链路来控制三台从机；每台变频器与转炉PLC控制系统之间通过Profibus-DP网实现速度给定、转矩给定、控制字、状态字的通讯；该系统由速度控制环和转矩控制环组成，在启动转炉时，必须保证变频器输出的转矩值达到负载转矩值时，方可发出制动打开信号。

转炉倾动装置为四点全悬挂式结构，它由四台变频电动机进行驱动。四台电动机的输出轴通过减速器的齿轮刚性连接相互耦合在一起，所以必须充分保证负载能够均匀分配在四台驱动电动机之间，使得四台电动机的运转速度及转矩值基本一致。利用四台控制变频器所具有的主／从控制功能来保证负载可以均匀地分配在传动单元之间。在四台变频器之间，通过光缆串行通讯链路组成一个环形结构网。在环形结构网中，由转炉PLC控制系统对环形结构中四台变频器确定一台主机及三台从机，在主机出现故障时由转炉自动控制系统对主机确定信号进行自动切换。转炉自动控制系统所发了的转炉倾动操作信号只与主机连接，再由主机通过光缆串行通讯链路来控制三台从机。

本发明转炉倾动变频调速系统，改善了转炉起动阶段时对设备的冲击，延长了设备的使用寿命，减少了配件的更换，节约了使用成本，提高了生产效益。同时转炉倾动系统属于频繁起动的设备，由于降低了起动电流，所以就减少了起动阶段的能耗，达到了节能的效果。