摘 要：本文解析艾默生CT变频器在冶金行业的规模化应用。根据不同的工艺要求采用不同的控制方式来满足现场需求，体现艾默生CT变频器有着广泛的应用领域和较强的适用性。
关键词：EV2000 TD3000 EV3000 EV3500 冶金行业 变频器
1 引言
中国是世界级的钢铁大国。中国连续多年的3亿多吨世界第一的钢产量，为改革开放时代的国民经济建设作出了支柱性的巨大贡献。进入“十五”国民经济发展规划以来，中国迎来重化工行业的优质高速发展时期。冶金行业做为自动化技术与电气动力驱动密集产业，变频传动技术应用具有重要的产业进步意义。
2 80万吨球团生产线案例
2.1 应用背景
鞍山宝得钢铁有限公司是以型材为主导产品的大型钢铁联合企业。宝得钢铁拥有炼铁、炼钢、烧结、轧钢、制氧五个分厂,年产铁、钢各120万吨，钢材60万吨。为适应市场需求扩大自身规模又新建80万吨/年球团生产线工程。新建的球团工程项目的主体设备采用艾默生CT变频器作核心主驱动系统，与西门子自动化S7-400PLC相结合，形成完整的控制驱动系统。
2.2方案确定
项目采用DCS系统与现场控制两种操控方式，在整个系统中控制方式简洁但对变频器的矢量控制性能要求很高。在给回转窑主电机配置变频器的时候，与用户沟通得到电机参数，额定功率＝250KW ， 额定电流=526A，瞬时最大过载能力为180﹪。考虑主体设备运行的重要性并且必须达到用户的技术指标要求，最后选定EV3500-4T3150P变频器作为回转窑电机的主驱动。
2.3 工序设备简介
回转窑结构简单，生产过程控制方便可靠、易损件少、运转率高，煅烧球团的主要设备。同时也广泛用于冶金、化工、建筑等行业。宝得80万吨/年球团生产线变频器配置如表1所示。
表1 宝得80万吨/年球团生产线变频器配置
3 提钒工程炼钢区案例
3.1 应用背景
承钢提钒工程炼钢区域项目是承德钢厂新建的3个炼钢高炉，年产量为400万吨。扩大了主营产品在市场占有量，增强自身品牌的实力。艾默生CT EV3000、EV3500变频器大量的应用在承钢提钒工程炼钢区域中，为相关设备稳定运行保驾护航。
3.2 EV3500变频器应用
承钢提钒工程炼钢区域电气成套项目：1-4号氧枪高压供水泵采用艾黙生EV3500-4T4000P变频器4台，为炼钢供水属于重要设备。现场操作控制方式为SM-PROFIBUS-DP总线方式。在以前氧枪高压供水都采用高压电机来实现，故本次设计采用艾黙生EV3500变频器与低压变频电机配套使用。主要目的：用EV3500变频器与变频电机配套使用替代高压电机(因为高压电机驱动氧枪高压供水泵控制水压和扬程准确度不高)。
（1）现场配置。变频器EV3500-4T4000P驱动355kW变频电机4台。辅助传动是西门子S7-400PLC并配置1台ET200远程I/O子站实现。系统配置为3用1备，采用SM-PROFIBUS-DP总线方式控制，无论机旁还是自动都经过上位机进行控制，操作方便简单。
（2）变频器总线通讯控制方式设计。采用SM-PROFIBUS-DP通讯控制，实现无人看守操作，控制线路维护简单方便，故障率和故障点低，通过DP电缆满足对EV3500变频器的起停控制，变频器运行状态的反馈，远程故障复位等其它要求，并且充分利用EV3500通讯上的强大优势。针对控制方式的要求，对变频器柜进行如下设计：每台EV3500-4T4000P变频器由1个主模块控制3个SPMA1402 110/132kW 从模块。选配1个PROFIBUS总线接口模块。本系统采用的是siemens公司的S7系列PLC与艾默生CT EV3500变频器通讯，并提供相应的CTSP0672.GSD文件配置在上位机的应用程序中和sm_profibus_dp_user_guide.pdf文件，做为指令解析的对照表，与PROFIBUS总线接口模块之间进行通讯连接，通过上位机“控制字”的发送和对变频器“状态字”的读取来进行控制。
艾默生CT变频器在承钢提钒工程炼钢区域电气成套项目大量的应用，体现了艾默生CT变频器从小功率单元到大功率模块式驱动的完备性，应用在冶金行业的各个环节上，艾默生CT变频器EV2000的其它应用如表2所示。
表2 EV2000在转炉本体、铁水倒灌站、散装上料中部分变频器配置表
4 TD3300张力专用变频器收放卷控制系统
4.1 应用背景
外商独资在建项目天津华璟金属材料有限公司计划投入8条连续式镀锌线，生产销售镀锌带钢及其它相关产品，成为全球最大镀锌窄带钢生产基地。天津华璟酸洗线成套项目的热轧板宽度为850mm,厚度2.75-5mm。系统对张力要求较高，采用TD3300张力专用变频器与EV3000矢量型变频器配合使用，在卷曲过程中获得恒定平稳的张力。这是艾默生CT变频器首次应用于大型热轧板卷曲张力开环系统中。现场操作控制方式为SM-PROFIBUS-DP总线方式，采用旋转编码器作为变频器的反馈准确计算卷径。采用总线控制方案，既提高控制系统的精度，又增强系统稳定性。
4.2 方案设计
（1）张力系统方案分析
• 采用速度差建立张力系统（速度建张）的普通变频器虽然可以满足控制，但是张力值不准确，在实际工艺中驱动板材运行的张力辊和卷曲轴都是主动辊，对速度匹配要求极高，当速度出现偏差就会使板材出现褶皱或偏中，板材卷曲会出现松紧不一致，精度控制不稳。
• 采用张力计检测系统张力，系统控制精度高，工艺全过程要求张力闭环控制，成本造价高，工艺繁琐，因此不被采用。
• 零速建张力系统，在开始卷曲的同时建立起张力系统，有足够大的张力使板材之间绷紧，卷起板材全过程恒张力运行，通过SM-PROFIBUS-DP总线方式控制把张力辊AO1的线速度输出作为卷取机TD3300变频器的线速度输入。张力恒定速度匹配精准受到客户的高度认同，实现无人看守操作，控制线路维护简单方便。
（2）酸洗线系统配置。艾黙生TD3300-4T1320G张力控制专用变频器与EV3000-4T0550G矢量控制变频器相匹配组成张力开环系统，TD3300用作系统开卷机和收卷机的驱动电机，EV3000作为系统主牵引部分。卷曲机和开卷机为变频电机并加装旋转编码器。辅助传动由西门子S7-400PLC并配置ET200远程I/O子站实现。SM-PROFIBUS-DP总线与艾默生CT总线适配器TDS-PA01通讯对变频器进行控制，操作方便控制精准。酸洗线系统配置如表3所示。
表3 酸洗线变频器及相对应的电机配置
（3）酸洗线工艺流程。酸洗线工艺流程描述：开卷机——五辊矫直——头部活套——拉料滚——酸洗槽——水洗槽——烘干——尾部活套——2辊张力滚——收卷机。酸洗线工艺流程如图1、图2 所示。
图1 开卷机及头部活套工艺流程
图2 酸洗及卷曲机工艺流程
5 结束语
艾默生CT大功率变频器在冶金行业的其它规模化应用包括河南舞阳钢厂带式输送机和大功率渣浆泵变频驱动，系统应用艾默生CT EV2000变频器27台套；海城后英集团大屯钢厂SPM工程机应用于白灰窑助燃风机。鞍山海城镁矿应用镁矿回转窑、引风机、助燃风机等不同负载共计25台EV2000变频器。
艾默生CT变频器在鞍钢集团公司的应用，充分的满足了生产工艺和机械设备的要求，显示变频器优越的性能和极高的可靠性，得到用户的好评与赞誉。丰富的规模化案例应用体现了艾默生CT变频器从小功率单元到大功率模块式驱动技术的成熟，展示出大型驱动技术供应商的大规模工业解决方案的品牌集成优势。
参考文献（略）
作者简介
王俊芳 男 工程师 现在鞍山新和电气有限公司技术部从事冶金行业变频器及低压电气设计、调试和现场服务工作。
