一种基于6ra80直流调速器实现上下辊负荷平衡控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金自动化控制领域，具体是一种基于6RA80直流调速器实现上下辊负荷平衡控制的方法。
【背景技术】
[0002]在大压下量乳制时，要求驱动电机输出功率较大，为了减小电机传动轴的负荷，采用上下工作辊单独传动方式，又因为电机轴上传动力矩较大，一般系统设计选用直流机来实现，但直流机由于换向等问题的限制，不可能将容量做的很大，因此，在实际应用中，为了达到乳制的功率要求，设计了两台电机分别驱动两个工作辊的传动方式。
[0003]这样的机械传动方式对上下辊电机的控制系统提出了更高的要求，如果上下辊电机的负荷不平衡，就会造成乳辊与带钢表面产生相对滑动，严重时会引起电机过热和机械振动，进而影响乳制效率和成品质量。
[0004]上、下辊电机的速度控制系统是相互独立的，在实际乳制中，由于乳件上下表面与乳辊之间的摩擦系数、冷却条件等存在着某些差异。调速系统或多或少总存在着误差。故上、下辊实际速度很难完全同步，特别是在动态过程中更为明显。速度上的不同步，必然会引起上下辊电机负荷的不平衡。从工艺角度上讲，要求上、下辊作用于乳件正反两面的力矩尽可能相等，一般允许小于3?5%的力矩偏差。
[0005]西门子公司SINAMICS 6RA80系列全数字调速控制系统性能好，可靠性高，可以满足高动态品质与高调速精度的要求。对传动系统的控制采用了灵活多样的软件模块，可以满足各种不同控制的要求，系统中标配有各种应用的自由功能块，另外，也可使用自由功能块，从驱动控制图(DCC)中扩展功能范围，以使直流调速装置在技术上和经济上最大化的适应特定的应用。
[0006]DCC是西门子专为SINAMICS系列调速器提供的一种可编程环境，用图形化的编程语言(CFC)来实现与驱动系统相关功能工具包。DCC由两部分组成:DCC功能库以及DCC编辑器，其中DCC编辑器是一种基于CFC的编程系统，它提供了一个编辑平台，在这个平台上，用户可以自由组合各种功能块，实现所要求的功能。
【发明内容】
[0007]本发明为了解决现有技术中由于上、下辊实际速度不完全同步而引起上、下辊负荷不平衡的问题，提出了一种基于6RA80直流调速器实现上下辊的负荷平衡控制方法。
[0008]具体步骤如下:
[0009]步骤一、通过6RA80直流调速器分别启动上下辊电机；
[0010]步骤二、分别记录上下棍电机的电枢电流〗1和ιτ，计算电流的差值绝对值ΔΙ ;
[0011]I ΔΙ = |1上-1下
[0012]步骤三、判断电流的差值绝对值| ΔΙ|是否大于3%.1±;如果是，进入步骤四，计算附加速度给定的微调量Δη ;否则，附加速度给定的微调量An为0，不进行任何调节，进入步骤五；
[0013]步骤四、调节上辊或者下辊电机的速度，计算附加速度给定的微调量Δη ;
[0014]首先将绝对值| △ 11经负荷平衡控制器调节后，输出附加速度给定的调节系数a ;然后，将附加速度给定的调节系数a乘以2%.|n\ |，限幅环节对a.2%.|n\ |调节保护，使a.2%.I ( 10%.\n ± |，得到上棍电机附加速度给定的微调量An:
[0015]Δη上= a.2%.| η* 上
[0016]步骤五、判断差值绝对值| Δ 11中的Δ I是否大于0，如果是，将上辊的速度给定值减去附加速度给定，得到上辊电机的转速值η±，否则，下辊的速度给定值减去附加速度给定，得到下棍电机的转速值ητ ；
[0017]上棍电机的转速值η上为:η上=η*上- Δη ;
[0018]下棍电机的转速值η下为:η下= η%_Δη;
[0019]步骤六、判断上下辊电机的转速差值绝对值|η±-ητ |是否大于1%.| ;如果是，减速换一对新的上下乳辊；否则按上下辊电机的转速值11±和117输出转矩，实现上下辊负荷平衡。
[0020]本发明的优点在于:
[0021]1)、一种基于6RA80直流调速装置实现上下辊负荷平衡控制的方法，利用西门子直流调速器自带的DCC编程实现上下辊负荷控制，控制系统里面没有附加的硬件成本，经济效益高。
[0022]2)、一种基于6RA80直流调速装置实现上下辊负荷平衡控制的方法，系统的响应速度快，有效地控制了上下辊的输出转矩，保证了乳制力矩负荷在上下工作辊上平均分配，使上下辊电机均匀出力，既保护了传动机械设备，也提高了产品质量。
【附图说明】
[0023]图1是本发明一种基于6RA80直流调速器的负荷平衡控制模型结构图；
[0024]图2是本发明一种基于6RA80直流调速器实现上下辊负荷平衡控制的方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0026]—种基于6RA80直流调速器自带的DCC来实现上下辊负荷平衡控制的方法，基于负荷平衡控制模型实现，如图1所示，该模型包括:负荷平衡控制器，上辊电机，下辊电机和6RA80直流调速装置；6RA80直流调速装置集成电流调节器ACR和速度调节器ASR。
[0027]负荷平衡控制器分别连接上辊电机和下辊电机，上辊电机和下辊电机被各自独立的6RA80直流调速装置控制，上辊电机和下辊电机分别驱动上下辊运动。
[0028]负荷平衡控制模型的原理图如图1所示，上下辊电机的电枢电流1±和Ιτ同时输入到负荷平衡控制器中，经过负荷平衡控制器的控制得到:上辊电机附加速度给定的微调量Λη±和下辊电机附加速度给定的微调量Δητ;
[0029]上棍电机附加速度给定的微调量Δ η±结合上棍速度给定值η*上，经过6RA80直流调速装置后，得到上辊电机的实际转速值η±;同理，下辊电机附加速度给定的微调量Δητ结合下辊速度给定值η%，经过6RA80直流调速装置后，得到下辊电机的实际转速值ητ ;根据上辊电机的实际转速值η±和下辊电机的实际转速值ητ，闭环调节检测返回的反馈系数。
[0030]负荷平衡控制器由驱动控制图(DCC)编程，控制上、下辊转矩给定值相等，实现在热乳生产线上初乳机的上下辊负荷平衡；具体包括比较环节，ΡΙ (比例-积分)调节器和限副环节。
[0031]ΡΙ调节器传递函数为:
[0032]Kfh(Tfhs+l)/(Tfhs) = Kfn+Kfl/s
[0033]Kfn:转速PI调节器的比例值；Kfl:电流PI调节器的比例值；Kfh:负荷平衡PI调节器的比例值；Tfhs:负荷平衡调节器的积分时间；S是自动控制理论中将时域函数通过拉氏变换后转变成复变函数F(S)。
[0034]PI调节器在