【ABB变频器与西门子PLC在装出钢机上的应用】abb对比西门子变频器
时间：2019-04-08 03:17:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：ACS800 是ABB公司研制的一种新型的全数字式变频器。对ACS800多传动系统的组成、原理和优点进行了介绍，重点分析了整流及逆变单元。简要阐述了西门子PLC 和 ACS800变频器在装出钢机系统中的应用。
关键词：PLC ACS800 逆变器 装钢机
1、系统概述
新钢热轧加热炉，装出钢机传动装置均采用ABB公司的ACS800变频装置。上位机采用西门子S7-400PLC，通过现场总线Profibus-DP完成上下级通讯，主要实现上位机下发的使能、给定、急停、实际值与状态信息等。装出钢机的动作机构由横移和升降两部分组成,其中横移为电机变频驱动,由两台37kw的交流异步电机组成，电机分别由两台 ACS800 -104 变频器驱动，升降为液压驱动,由两台大型液压缸组成。
2、ACS800传动系统的组成和分析
ABB ACS800传动由供电单元、传动单元、控制单元组成。供电部分包括整流桥、逆变桥、直流电抗器、逆变桥自耦变压器。新钢装出钢机整流单元采用晶闸管整流单元(TSU)、逆变单元采用IGBT逆变单元(ISU)。
晶闸管供电单元(TSU)和IGBT供电单元(ISU)
TSU 的主要部件是两个六脉波晶闸管整流桥。正桥将三相交流电整流成直流电。正桥通过中间直流电路向逆变器供电。反桥用在需要将多余的电机制动能量回馈到电网的应用场合。同一时刻只有一个桥在工作，另一个桥处于封锁状态。晶闸管的触发角不停的进行调整，保证中间直流电路电压保持在期望值。直流电抗器的主要作用是滤除中间直流电路的电流尖峰。 IGBT供电单元（ISU）的功率器件为门极可控的绝缘栅极IGBT，六个IGBT，六个续流二极管，直流电容组成一个IGBT供电模块。先进的集成IGBT技术使传动单元具有极高的可靠性和紧凑性。ACS800逆变器采用模块化结构，并联模块设计具有冗余功能。每个逆变器带一个传动控制单元RDCU，包括电机控制和I／0板RMI0、可选I／0板、现场总线适配器RPBA-01、编码器接口模块RTAC-01、DDCS通讯模块RDC0。
3、ABB变频器主从方式应用
主从功能是为多传动应用而设计的，其中系统由2个ACS800 变频器驱动，同时2个电机轴由机械接轴耦合在一起。由于这种主从功能，负载可以均匀地分配在传动单元之间。外部控制信号只与主机连接。主机通过一个光纤串行通讯链路来控制从机。主机是典型的速度控制，其它传动单元跟随主机的转矩给定。在新钢热轧厂，装出钢机传动系统有2种工作方式：单动，联动，2台装出钢机采用主从控制方式，主机由PLC通过Profibus控制，而从机只受主机控制。在正常的运行范围内，从机遵循主机的转矩给定信号。只要速度偏差值处在参数23．08(WINDOW WIDTH POS)和23．09(WINDOW WIDTH NEG)定义的范围内，视窗功能将会保持速度调节器的输入和输出为零，速度控制将不起作用。在运行过程中，如果从动系统的负载由于干扰而突然消失，速度误差将超出窗口范围。视窗控制会将误差传至速度调节器，速度控制器又会重新投入工作并且它的输出被加到转矩给定上。窗口控制用来保证从动系统的速度偏移在控制之内，负载在主机与从机之间得到很好的分配，提高了设备定位精度。
4、自动控制系统
整个加热炉PLC系统硬件控制核心选用的是西门子 S7-400。CPU模块选用CPU416—2DP，通讯模板选用CP443—1和CP443-5 Ext 通讯模块，带有Profibus-DP 接口的编码器用以测量装出钢机前进后退位移，并与CP443-5 Ext 通讯模块直接相连。数字量输入模块选用SM421, 数字量输出模块选用SM422。根据工艺要求，该系统采用主从结构，S7-400做主站，S7-300为远程站的经典配置方式，其中S7-300包括数字量输入模块SM321，数字量输出模块SM322，模拟量输出模块SM331，模拟量输出模块SM332组成。该系统的优点是稳定性强，节约资本
图3
5、结论
变频器控制系统采用了plc控制模式后，不仅整个系统可靠性强，操作简便，而且可根据工艺需要可以进行灵活的功能修改。根据工艺的要求，针对同轴连接需要同步运行的场合，主从控制是一种最佳的选择方案，不仅能够保证多个同轴电机的同步运行，而且可较好地实现负载的均匀分配，减少了设备因不同步、负载分配不平衡而导致的系统故障和产品质量差等现象的发生，保证了生产的正常高效的进行。
参考文献：
[1]西门子公司．STEP7V5．4编程手册．
[2]西门子公司．组态硬件和通讯连接．STEP 7 V5．4版本.
[3]ABB电气传动有限公司.ACS800—104逆变器模块硬件手册．
[4]ABB电气传动有限公司.ABB工业传动技术样本.
