生產(chǎn)頂級(jí)不銹鋼產(chǎn)品時(shí)，設(shè)備的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩控制必須準(zhǔn)確無(wú)誤。位于芬蘭北部托爾尼奧(Tornio)的奧托昆普(Outokumpu)不銹鋼集團(tuán)公司近幾年的主要投資均集中在提高產(chǎn)能和產(chǎn)品質(zhì)量方面。該廠是世界最大的不銹鋼生產(chǎn)廠之一，其現(xiàn)代化改造包括煉鋼車(chē)間，退火酸洗線，以及干式不銹鋼拋光機(jī)等。項(xiàng)目總投資約6.8億歐元。在此期間，Vacon為Outo-kumpu提供了數(shù)百臺(tái)各種系列的高性能變頻驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。

      煉鋼車(chē)間網(wǎng)絡(luò)化變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

      Outokumpu對(duì)設(shè)備的現(xiàn)代化改造開(kāi)始于其前身的AvestaPolarit時(shí)期，其中，對(duì)煉鋼車(chē)間的改造旨在將其煉鋼和軋鋼產(chǎn)能提升一倍。為此，Vacon提供了184臺(tái)Vacon NXP高性能工程型變頻器，用于電弧爐、AOD轉(zhuǎn)爐和連鑄機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。這些變頻器被分別安裝在1km2范圍內(nèi)的10個(gè)配電室內(nèi)。其中，一部分變頻器按照單傳動(dòng)模式采用公共交流母線連接，另一部分則以多傳動(dòng)模式接入共直流母線網(wǎng)絡(luò)。

      基于NCDrive的系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)

      NCDrive是Vacon NX系列變頻器的通用調(diào)試工具，旨在提供對(duì)Vacon NX的完全控制，并主要用于設(shè)置參數(shù)。該工具擁有不同用途的四個(gè)主窗口：參數(shù)窗口、監(jiān)控窗口、操作窗口和診斷窗口?？商峁┩晟频恼{(diào)試和診斷功能，對(duì)于基于Vacon NXP控制平臺(tái)的Vacon變頻驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，NCDrive還可以提供一個(gè)數(shù)據(jù)日志和變化趨勢(shì)記錄器，并利用CAN總線實(shí)現(xiàn)PC與變頻器之間的快速多點(diǎn)連接。

      利用NCDrive，可通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)124臺(tái)驅(qū)動(dòng)器中的任一臺(tái)進(jìn)行如下操作：

   參數(shù)傳載/保存/對(duì)比
   可在同一個(gè)時(shí)間軸內(nèi)對(duì)來(lái)自于不同驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控
   每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都可按照一個(gè)指定參考值運(yùn)行
   故障讀取和診斷/復(fù)位。
   各驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的長(zhǎng)期趨勢(shì)分析
   數(shù)據(jù)記錄器的數(shù)據(jù)可由驅(qū)動(dòng)器采集。

      基于CAN總線的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

      項(xiàng)目投產(chǎn)后，關(guān)鍵的任務(wù)在于過(guò)程監(jiān)控和驅(qū)動(dòng)器維護(hù)。為此，Vacon開(kāi)發(fā)了一套監(jiān)控和診斷工具，該工具被安裝在監(jiān)控室的計(jì)算機(jī)上。同時(shí)，每個(gè)電控室內(nèi)的Vacon NXP均接入一個(gè)CAN總線系統(tǒng)。通過(guò)CAN/以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，將CAN總線上的數(shù)據(jù)傳送至用戶的以太網(wǎng)。為了在以太網(wǎng)上準(zhǔn)確識(shí)別其身份，每個(gè)電控室均擁有一個(gè)唯一的IP地址。通過(guò)裝有Vacon監(jiān)控和診斷工具的計(jì)算機(jī)，可監(jiān)控對(duì)于124臺(tái)變頻器。此外，這些變頻器亦可從Vacon服務(wù)中心進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

      以上功能適用于配有NXOPTD2/NXOPTD6卡的Vacon NXP變頻器。計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)為Windows 2000 (service pack 3.0 或更高) ，Windows XP或Windows NT（Service pack 4.0 或更高）。最低配置要求：主頻500MHz，128MB內(nèi)存，20MB硬盤(pán)空間。

      退火酸洗線的現(xiàn)代化改造

      Outokumpu 對(duì)其3號(hào)退火酸洗線（APL3）的現(xiàn)代化升級(jí)改造主要是用42臺(tái)Vacon NX系列共直流母線產(chǎn)品對(duì)其原有的驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行替換。

      此次項(xiàng)目中采用的大部分Vacon共直流母線產(chǎn)品為690V供電。此外，所有變頻器均配備了du/dt濾波器，以降低系統(tǒng)原有電機(jī)的機(jī)電應(yīng)力。

      Vacon NX系列共直流母線產(chǎn)品可高效實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回饋再利用。因此，在重工業(yè)多傳動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有極高的節(jié)能價(jià)值。同時(shí)，該系列產(chǎn)品具有極高的I/O可配置性，且通訊方式選擇范圍寬廣，故可滿足各種復(fù)雜工藝的驅(qū)動(dòng)技術(shù)需求。

      為了將ALP3因設(shè)備升級(jí)而造成的停產(chǎn)損失降至最低，廠方?jīng)Q定在每年兩次的正常維護(hù)停工期內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換，每次更新5-10臺(tái)。Vacon NX共直流母線產(chǎn)品的緊湊型優(yōu)化外形設(shè)計(jì)大大節(jié)約了設(shè)備的安裝空間，從而降低了系統(tǒng)搭建成本，并留有更大的擴(kuò)展增容空間。從可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，Vacon NX產(chǎn)品是嵌入式應(yīng)用的理想選擇。

      干式不銹鋼拋光及精整線

      干式不銹鋼拋光是一種環(huán)保型鋼材精整工藝，其產(chǎn)品質(zhì)量主要取決于電刷的振蕩幅度及密度，刷輥的速度，力度以及線速度，其基本要求是速度和張力隨時(shí)處于可控狀態(tài)，因此，轉(zhuǎn)矩和線張力的控制是產(chǎn)品質(zhì)量得以保證的關(guān)鍵因素。

      Outokumpu Tornio鋼廠的干式不銹鋼拋光及精整線處理的鋼材厚度為0.5-3mm，最常見(jiàn)的厚度約1mm，最大線速度為50m/min，一般處理速度為20 m/min。滿負(fù)荷狀態(tài)下，年產(chǎn)量為60000噸。

      整個(gè)處理過(guò)程由八臺(tái)Vacon共直流母線產(chǎn)品控制，其功率范圍為30-160kW。線張力由變頻器間接控制。發(fā)生制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量可回饋至公共直流母線。

      系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩由快速閉環(huán)應(yīng)用宏控制，可在接近零速時(shí)依然保持高精度轉(zhuǎn)矩控制性能，并在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保證穩(wěn)態(tài)速度精度。快速閉環(huán)應(yīng)用宏利用選件卡上的快速信道功能，可在1ms內(nèi)完成通訊數(shù)據(jù)更新。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線控制，并利用Profibus選件卡的部分處理功能，實(shí)現(xiàn)了在弱磁區(qū)更快、更準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩控制。

      鋼帶展開(kāi)后，由夾送輥送入矯直機(jī)矯平。矯平之后，鋼帶被送入拋光機(jī)進(jìn)行拋光，采用小型金屬纖維刷拋光鋼帶比使用潤(rùn)磨油更為環(huán)保。Vacon驅(qū)動(dòng)器安裝在下圖紅色圓圈標(biāo)記的電控柜中。

      最后，利用夾送輥再次將鋼帶送入卷取機(jī)，鋼帶尾料和質(zhì)檢樣品將在裁剪處剪掉。

      干式拋光鋼帶可廣泛用于抽油煙機(jī)，電梯門(mén)和儀表板等工業(yè)或民用產(chǎn)品的制造，是Outokumpu最昂貴的產(chǎn)品之一，而采用變頻控制可提供更加準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩和線張力控制。同時(shí)，無(wú)級(jí)電機(jī)控制亦可保護(hù)設(shè)備和電網(wǎng)免受電機(jī)直接起動(dòng)造成的電壓峰值壓力影響。