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世界500强的国产替代选择 英威腾Goodrive600变频器在连退线上应用
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一、项目背景

冷轧连退线是对冷轧薄板的热处理过程,要求辊道转速既能跟随给定速度,又要输出一定的负荷均衡能力,保证张力控制的稳定性。

连退线稳定高速运行的关键是连退线张力控制,此对传动设备的控制性能要求较高,需结合变频器对电机实现摩擦/惯量补偿、软化调节等进行一定的张力控制。若张力控制性能差,会导致带钢打滑、跑偏、划伤,影响带钢高速稳定运行,降低连退线的产能,增加连退线的生产成本和消耗。

(注:冷轧连退工艺是将冷轧生产工艺中酸洗、轧制、脱脂、退火、精整等一系列工艺流程集中在一条机组生产线中进行的连续化生产的生产方式。)

二、客户需求

在世界500强某大型钢铁企业下属冷轧薄板分厂,其一条连续退火生产线传送装置均采用进口品牌,由于在线进口变频器超期服役导致性能下降,急需更换,而原型号产品已经停产,新产品的设备尺寸、软件配置与原产品不匹配,使得更换工作陷入了成本大、周期长的困境。

于是,进行国产化改造进而替代进口品牌变频器,以满足生产要求,以及降低备件采购成本是其当务之急。

该企业针对变频器控制性能要求如下:

1、要求变频器有较高的控制精度和较高过载能力。

2、要求变频器对原现有设备空间及通讯接口及外部辅助回路进行快速对接。

3、连退线应用逆变器控制,要求动态高响应,张力、速度控制高精度,低频高转矩输出。

4、无缝匹配上位机GSD文件,匹配原系统Profibus-Dp通讯控制状态复杂数据交互响应。

三、英威腾方案

根据客户的需求,英威腾为客户提供Goodrive600高性能多传动变频器+Profibus-Dp通讯卡+PLC编程卡的配套方案,通过DP通讯卡实现与上位机系统无缝集成,PLC编程卡实现原有进口品牌变频器内置功能块逻辑数据编程处理,此方案可实现灵活编程以满足不同应用场合中进口变频器中的功能块设置。

系统接线图:

方案配置表:

序号

名称

型号

品牌

单位

数量

1

逆变器

GD600-51-07R5-4

INVT

1

2

DP通讯卡

EC-TX703

INVT

1

3

PLC编程卡

EC-PC702

INVT

1

四、方案优势

1、具有摩擦/惯量自学习功能,可准确根据负载特性进行自动辨识,自动生成摩擦曲线以及惯量辨识,简化现场参数调试过程。

英威腾Goodrive600系列高性能多传动变频器,具有电机摩擦、惯量参数自学习功能,通过10个速度段设定,分别对每个速度段进行摩擦自学习,辨识到对应的10个摩擦补偿值,自动生成特性曲线。

2、可自动调节惯量补偿系数值。

惯量补偿根据上位机系统从下发的dv/dt值判断其是加速、减速状态,进而精确计算其惯量补偿值。并且根据实际速度调节器曲线,自动调整加/减速惯量补偿系数值。

3、稳定控制张力。

惯量+摩擦输出值给定至附加转矩通道给定中,实现对连退线带钢稳定张力控制。保证速度调节器I分量输出2%以内微调,不会造成系统紊乱。

通过现场调试验证,如视频所示,上位机给定线速度与反馈线速度一致,通过附加转矩给定调节,速度稳态情况下速度调节器I分量1%以内波动。

五、现场应用视频/图片

六、总结

英威腾Goodrive600系列高性能多传动变频器通过对摩擦及惯量等主要性能作出充分优化,对电机进行摩擦补偿自学习,并结合上位机下发dv/dt值自动匹配补偿系数。

本次,英威腾在世界500强某大型钢铁企业下属冷轧薄板分厂的冷轧连退线上,替换国外大牌系列变频器成功应用,通过现场验证,运行正常且稳定,暂态及稳态下,满足速度调节器I积分波动2%以内。


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