西门子SINAMICS S120传动系统介绍

1 引言

　　山东某钢铁公司在“十一五”期间投资新建了4300m新厚板生产线，采用了具有西门子奥钢联的生产工艺和电气自动化技术，该生产线中有一台四辊粗轧机和一台四辊精轧机。这两台轧机的电动压下系统（egc）采用的是西门子sinamicss120系列变频全数字矢量控制系统。

2 s120传动系统的硬件构成

　　以精轧机为例，在egc系统中采用的是两台功率为570kw的三相交流电机，变频装置采用的是两台1000kw整流回馈单元并联，每台电机分别用一台逆变单元控制。

　　整流回馈单元和逆变单元都对应的由各自的控制单元cu320进行集中控制，cu320是驱动系统的大脑，负载控制和协调整个驱动系统中的所有模块，完成各轴的电流环、速度环甚至位置环的控制，并且一块cu320控制的各轴之间能相互交换数据，即任意一根轴能够读取控制单元上其它轴的数据，这一特征广泛被用作多轴之间的简单的速度同步。s120传动系统配置如图1所示。

3 s120传动系统通讯方式

　　该系统中的通讯方式主要有两种：第一种是profibusdp通讯：从tdc到3个cu320是联接在一个dp站上。由于从tdc控制器到s120传动装置的距离达到300多米，因此在profibus站上增加了一个rs485中继器起到了信号加强的作用。第二种的drivecliq通讯：它是由4芯电缆构成，其中两根是数据发送，另两根式数据接收。它主要用在从cu320到整流单元，逆变单元，i/o端子模块tm31，编码器接口模块smc30等模块之间。

4 s120传动系统调试软件

　　该系统运用的是simotion

　　scout软件进行调试与维护的。该软件系统配置有固定的配置步骤，形象且连贯的功能图，相比于其他的一些传动调试软件有绝对的优势。另外该软件还集成了实时的trace波形跟踪，能监控任何一个参数的实时数据，在调试过程中可以根据波形图监控到电机运行的精确状态，从而能对传动系统进行精确的调试。

5 egc采用的控制方式

　　在轧机压下系统中要求egc在电机高速运行时，电机速度能够与给定值能达到实时的高度吻合，能够满足egc精确的定位功能和较高的动态响应。基于以上这些原因，对于单个电机来说在egc控制方式上采用了速度控制方式（即：带编码器的矢量控制）。速度控制原理图如图2所示。

　　为了在egc中能让两个压下缸达到同步、平衡的目的，因此利用电磁离合把两台电机的轴连接在一起，让两台电机输出同样大的力矩且两电机轴之间不存在扭矩。因此对于两台压下电机来讲是采用了主—从的控制方式（master-slave）。具体的控制方法是：主电机采用速度控制的方法，从电机采用力矩控制的方法。主电机的速度控制采用pi调节器来进行操作和优化，从电机的速度控制采用p调节器来运行操作。主电机速度调节器的i部分的力矩输出，通过连接器传输，作为一个有利的辅助力矩，输入给从电机的i部分。

6 结束语

　　经过半年多时间的生产运行，s120传动系统的优势得到了充分的体现。因为其模块化，紧凑化的设计，占用了较少的空间，而且对环境的噪声污染也很小。在故障发生率方面也是比较少，而且根据故障代码能准确的查出故障发生的原因，为生产过程中的维护节约了宝贵的时间。