有色金属-西门子运动控制及驱动产品应用实例

一　中铝洛阳铜业 20 辊轧机

项目简介

20 辊轧机是中铝洛铜 10 万吨高精度电子铜板带项目的主体设备之一，设备投资近千万欧元，从德国引进。主要用于带材的预精轧和成品的冷轧。可轧制来料厚度最大2.5 毫米，最小 0.05 毫米。该设备硬件配置完备，控制模式先进，轧制出的产品具备国际一流水平，是目前国际上最先进的精轧设备，传动系统全部采用西门子最新的SINAMICS S 系列变频器。

工艺流程图

轧机通常分为 6 大部分：轧辊、卷取机、开卷机、张力棍、板型仪及测厚仪六大部分。铜带通过辅助开卷机列送入轧机开卷机，铜带通过轧辊进入卷取机，加入张力开始进行轧制，通过测厚仪和板型仪调整轧辊间隙来控制板材的厚度和板型，轧制结束后，反向穿带。开卷机和卷取机可逆工作，直到将带材轧到合格的厚度。

卷取机有两台电机构成，当料厚时，两台电机串联使用，料轧薄后用一台电机工作，避免料薄时电机功率较大，转动惯量大，不便于动态控制。

系统配置图

控制系统采用交流变频装置控制，改变过去常用的直流驱动，整流和逆变器部分全部选用西门子 SINAMICS S120 传动系统，其中，整流部分为带回馈功能的 12 脉动SLM。由于开卷机和收卷机分别工作在电动和回馈状态，整流装置相应较小。

亮点及客户受益

• 控制单元 CU320 与功率部分完全分开，易于维护

• 整流/回馈单元，采用了新的技术，防止逆变失败，保证设备的长期正常运行

• 具有体积小的特点，可以缩小柜子尺寸，降低成本

二、铜管感应连续退火机组

项目简介

铜管感应连续退火机组主要用于 φ6~φ10 紫铜管感应连续退火，也可用于其它管材的感应退火，北京建莱机电技术有限公司设计生产的铜管感应连续退火机组的驱动系统全部采用西门子最新的 SINAMICS S 系列变频器。

工艺流程图

散装在料筐（或料篮）中的铜管先进行离线内壁吹扫，吹扫后充 N2 气，人工将料筐（或料篮）吊入放料机构。铜管经活套装置进入水平夹送和水平/垂直矫直机构，再经外表面清洗、吹干和垂直夹送机构、测速装置后进入中频感应加热器，在中频电源感应耦合作用下，铜管被直接加热至退火温度，然后进入保温段。铜管经短时保温后，进入淬火冷却器进行淬火冷却。淬火冷却后的铜管温度降至 60ºC 以下，再经张紧机构、弯曲等机构后进入收料筐。人工将收料筐吊装到下一工序。铜管从放料机构到收料机构的全部操作过程完全由 PLC 进行控制。速度快、效率高。

系统配置图

亮点及客户受益

• P－V（功率－速度）自动跟随功能。根据管材规格和退火工艺要求，中频电源输出功率自动跟随铜管速度变化，保证退火温度稳定。铜管速度可在 30－600m/min 连续可调。调速精度优于 0.1%

• 采用实测模型直接计算控制电压法。该法简单可靠，不受测温、测功系统工作状态的影响

• 铜管的微张力控制功能。铜管在加热过程中实现自动建张，从而使铜管在退火状态下不被拉伸或堆缩

• 收/放料速度补偿功能。收/放料机构分别装有检测装置，通过收/放料速度补偿计算，保证收/放料筐的转速永远和退火铜管的线速度同步

• 铜管感应连续退火机组使用的 SINAMICS S120 多轴驱动系统自调试完成至今，已稳定运行两年多时间，用户反映良好

三、2400mm 四辊单机架双卷取铝带坯可逆热轧机组

项目简介

上海大屯能源股份有限公司的 2400mm 四辊单机架双卷取铝带坯可逆热轧机组，传动系统全部采用西门子最先进的工业型 SINAMICS S 系列变频器，用西门子最新、功能最强的运动控制器 SIMOTION D 来完成收放卷功能。

工艺流程图

铝带热轧机通常分主机，辊道，左右轧边辊（立辊）及左右卷取机。加热后的铸锭通过出料机构从加热炉端部取出，将铸锭放置到炉前辊道上。在此之前，轧辊已经预热，轧机调零完毕，按工艺规程摆好第一道次辊缝。机前、后导尺处于打开位置；机前、后轧边辊处于打开位置。铸锭到达机前导尺之间时，导尺对铸锭导正。料头通过光电开关时，光电开关发出信号，轧边辊闭合并旋转，夹持料头与辊道一起向轧机送料。轧机咬入后，对铸锭进行轧制，同时入口侧轧边辊停止驱动。料尾离开辊缝的同时，机前轧边辊打开，机后导尺夹持带坯（以料尾被夹在光电开关外侧、导尺内为准），轧机停车。第一道次轧完后，按工艺规程要求，手动、半自动或程序压下，摆好第二道辊缝。反向启动轧机主电机至喂料速度，料头通过机后光电开关时，光电开关发出信号，机后轧边辊闭合并旋转，夹持料头与辊道一起往轧机送料。轧机咬入后升速至规程要求的速度进行轧制，料尾通过轧机后，机后轧边辊打开、机前导尺闭合，料头夹持在导尺之间，轧机停车。

以后道次轧制过程，轧机咬入后，入口侧导尺夹持带坯以改善板型。其它与前述基本相同。当带材厚度小于一定厚度时，可上卷取机卷取成热轧成品卷。

系统配置图

亮点及客户受益

• 首先控制单元 CU320 与功率部分完全分开，使我们针对控制单元的电路设计更加标准，同时在更换损坏部分时更加方便，易于维护

• 通过 CU320 上的 Drive CLIQ 插槽，可实现与其它 Drive CLIQ 设备的通信，例如电机模块、电源模块、传感器模块等，并可在线自动组态读取驱动器拓扑结构，省去了手动配置的不确定性

• 固化了 Profibus 通讯接口，使得我们在设计过程中不必再去考虑选型通讯适配器，也节省了成本

• 集伺服控制，矢量控制，V/F 控制为一体，控制模式由 S120 的参数设置，方便现场实际应用

• 可以同时带多个电机，各电机之间能进行数据交换，有利于辊道电机的同步控制，并可节省下不少用户成本

上海赞国自动化科技有限公司本着“以人为本、科技先导、顾客满意、持续改进”的工作方针，致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成，拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量，尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络/软件应用为公司的技术特长，几年来，上海赞国公司在与德国 SIEMENS公司自动化与驱动部门的长期紧密合作过程中，建立了良好的相互协作关系，在可编程控制器、交直流传动装置方面的业务逐年成倍增长，为广大用户提供了SIEMENS的技术及自动控制的决方案， 上海赞国自动化科技有限公司在经营活动中精益求精，具备如下业务优势：

SIEMENS 可编程控制器

　　1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200CN、S71200、S7300、S7400、ET200、S7-200SMART、S71500、

　　2、 逻辑控制模块 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等

　　3、 SITOP 系列直流电源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A等

      4、HMI   触摸屏TD200 TD400C TP177,MP277、MP377、KTP、TP、KP等

SIEMENS 交、直流传动装置

　   1、 交流变频器 MICROMASTER系列：MM、MM420、MM430、MM440、G120、 6SE70系列

　   2、全数字直流调速装置系列：6RA28、6RA70 、6RA80系列

SIEMENS 数控 伺服

     1、数控系统：840DSL、802S/C、802DSL、828D、808D、801D系列

     2、伺服驱动 ：V20、V60、V80、V90、S110、S120系列