西門子SINAMICS S120傳動系統介紹

1 引言

　　山東某鋼鐵公司在“十一五”期間投資新建了4300m新厚板生產線，采用了具有西門子奧鋼聯的生產工藝和電氣自動化技術，該生產線中有一臺四輥粗軋機和一臺四輥精軋機。這兩臺軋機的電動壓下系統（egc）采用的是西門子sinamicss120系列變頻全數字矢量控制系統。

2 s120傳動系統的硬件構成

　　以精軋機為例，在egc系統中采用的是兩臺功率為570kw的三相交流電機，變頻裝置采用的是兩臺1000kw整流回饋單元并聯，每臺電機分別用一臺逆變單元控制。

　　整流回饋單元和逆變單元都對應的由各自的控制單元cu320進行集中控制，cu320是驅動系統的大腦，負載控制和協調整個驅動系統中的所有模塊，完成各軸的電流環、速度環甚至位置環的控制，并且一塊cu320控制的各軸之間能相互交換數據，即任意一根軸能夠讀取控制單元上其它軸的數據，這一特征廣泛被用作多軸之間的簡單的速度同步。s120傳動系統配置如圖1所示。

3 s120傳動系統通訊方式

　　該系統中的通訊方式主要有兩種：第一種是profibusdp通訊：從tdc到3個cu320是聯接在一個dp站上。由于從tdc控制器到s120傳動裝置的距離達到300多米，因此在profibus站上增加了一個rs485中繼器起到了信號加強的作用。第二種的drivecliq通訊：它是由4芯電纜構成，其中兩根是數據發送，另兩根式數據接收。它主要用在從cu320到整流單元，逆變單元，i/o端子模塊tm31，編碼器接口模塊smc30等模塊之間。

4 s120傳動系統調試軟件

　　該系統運用的是simotion

　　scout軟件進行調試與維護的。該軟件系統配置有固定的配置步驟，形象且連貫的功能圖，相比于其他的一些傳動調試軟件有絕對的優勢。另外該軟件還集成了實時的trace波形跟蹤，能監控任何一個參數的實時數據，在調試過程中可以根據波形圖監控到電機運行的精確狀態，從而能對傳動系統進行精確的調試。

5 egc采用的控制方式

　　在軋機壓下系統中要求egc在電機高速運行時，電機速度能夠與給定值能達到實時的高度吻合，能夠滿足egc精確的定位功能和較高的動態響應。基于以上這些原因，對于單個電機來說在egc控制方式上采用了速度控制方式（即：帶編碼器的矢量控制）。速度控制原理圖如圖2所示。

　　為了在egc中能讓兩個壓下缸達到同步、平衡的目的，因此利用電磁離合把兩臺電機的軸連接在一起，讓兩臺電機輸出同樣大的力矩且兩電機軸之間不存在扭矩。因此對于兩臺壓下電機來講是采用了主—從的控制方式（master-slave）。具體的控制方法是：主電機采用速度控制的方法，從電機采用力矩控制的方法。主電機的速度控制采用pi調節器來進行操作和優化，從電機的速度控制采用p調節器來運行操作。主電機速度調節器的i部分的力矩輸出，通過連接器傳輸，作為一個有利的輔助力矩，輸入給從電機的i部分。

6 結束語

　　經過半年多時間的生產運行，s120傳動系統的優勢得到了充分的體現。因為其模塊化，緊湊化的設計，占用了較少的空間，而且對環境的噪聲污染也很小。在故障發生率方面也是比較少，而且根據故障代碼能準確的查出故障發生的原因，為生產過程中的維護節約了寶貴的時間。