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1、公司各单位:西创公司批准立项项目为:编号项目名称责任单位参加单位备注2018020立卧两用卷板用电磁盘的研制电气公司变压器转结2018021新型磁阀式高压软启动装置开发电气公司自动化转结2018017HBSSPZ-25000/35钢包精炼炉变压器的研制电气公司变压器2018018转炉倾动控制系统的研制与应用电气公司自动化2018019C 159高压无功补偿装置的研制电气公司自动化2018020炼钢厂五号连铸机新型节能电磁搅拌 器的研制电气公司电磁部2018021串形联接二分裂变压器的研制电气公司变压器2018022矿用隔爆电机修理技术研究电气公司电机2018023进口超大功率咼压电机的大修工艺
2、技 术研究电气公司电机涉及本部门立项的单位，请认真填写科研项目任务书一式两份，用A4纸编辑、打印，于 6月18日之前将打印件及电子文 档一并报送公司生产经营部。附件：包钢西北创业公司科研项目任务书年六月十四日# / 12附件:编号包钢西北创业公司科研项目任务书项目名称：转炉倾动控制系统的研制与应用承担单位:电气公司项目负责人：林刚吕琳王瑜参加单位：自动化年 月曰填报说明1、编号由公司主管部门填写，其他内容由项目承担单位编 写。2、项目的目的、意义：本项目对推动科技进步、改进工艺、 改善质量、产品创新、提高效益等的作用和需要程度。3、国内外发展现状：重点阐述国内外目前水平及研究、应用 简况。4、
3、研究内容、目标：内容要求重点突出，技术关键、技术经 济指标或工艺技术参数明确。5、实行方案、技术路线：项目研究步骤、技术措施。6、任务分解、计划进度：项目内容分解、任务分工，实行进度要求。注：表格不够可以自行调整。目 录1、 项目组主要成员1页2、 目的、意义及国内外发展现状 2 页3、 研究内容、目标3页4、 实行方案、技术路线 3-6 页5、 经济效益、社会效益分析6页6、 实行条件、经费预算 6-7 页7、 项目内容分解、任务分工、计划进度 8页8、 项目申报、审核意见9 页一、项目组主要成员姓名单位专业职务、职称电话林刚电气公司自动化高级项目师吕琳电气公司自动化高级项目师王瑜电气公司自
4、动化助理项目师张建峰电气公司自动化高级技师赵岩电气公司自动化技师杨景红电气公司自动化项目师王斌电气公司自动化助理项目师瞿志强电气公司自动化技师谢曙明电气公司自动化技师王星电气公司自动化技师二、目的、意义及国内外发展现状中国作为世界第一钢铁生产大国，每年的钢产量已经突破亿吨。根据目前社会发展的需要，转炉的吨位也从最初的10吨、30吨，到当今的几百吨。转炉倾动系统是转炉炼钢的核心冶金设备， 一套稳定性、安全性、可靠性高转炉倾动系统对炼钢产品质量和生 产安全等各个环节有着重大的影响。随着电气传动技术的发展，在各个时期有不同的配置。最初是一套直流装置拖动四台直流电机，但直流电机维护量大、价格贵，故障率
5、较高。当交流变频调速技术发展成熟以后，使用交流系统替 代直流系统不但成为可能，而且显示出许多优势。主要是交流电动 机结构简单.维护量少，投资较省。本设计采用交流调速系统。在交流调速系统的控制部分出现主从控制功能之前，转炉倾动 传动系统还是采用所谓的 “一拖四 ”方案，即一台变频器拖动四 台交流电动机，随着信息化技术的发展，电子计算机和全数字化在 变频器中得到了进一步的推广和应用，世界上各大公司在变频器上 都开发出了主从控制功能，现在，大多数的控制系统方案，皆采用 如直流系统一样的 “ 一拖一 ”方式。三、研究内容、目标1. 研究制造出控制精度高控制性能好，以满足转炉倾动系统的要求。2. 研究变
6、频器主从系统的设计方法和项目实践，对整个系统的功能进行 优化设计。3. 研究交流闭环拖动系统的设计方法和项目实践，对整个系统的功能进 行优化设计。4. 研究直接转矩控制系统的设计方法和项目实践，对整个系统的功能进 行优化设计。四、实行方案和技术路线1. 交流拖动方案设计思路在转炉传动变频控制系统中， 4 台变频器通过光纤连接，构成 主从应用工作组，工作时其中一台设为主传动工作方式，另三台工 作在从传动方式，从传动变频器以速度力矩工作方式工作，主变 频器速度由上位机 PLC 系统通过变频器 I O 口给定，主变频器通 过光纤环网向从机发送运行信息，内容包括主机转速、转矩及开关 状态等，从机通过主
7、从应用宏自动实现与主传动的速度力矩跟踪 和力矩准确分配，直接用软件实现了多电机传动中速度同步和力矩 分配。因为通信是采用光纤环网实现的，数据刷新时间为 1ms ，最 大延迟时间为 4ms ，如此高的通信速度足以保证主从机之间的速度 及负载的一致性，具有极好的实时性、高可靠性和抗干扰能力，速 度跟踪精度误差低于 0. 3 % s，主从应用的通讯时间即使在 1主10 从的应用情况下也不超过 4ms 。这是其他传动系统所不具备的。系统正常运行时，上位 PLC 系统通过现场总线与变频器正常 通讯，实现控制和现场数据采集，当因某种原因引起某台从变频器 或电机故障时，故障变频器自动停止工作，另外三台变频器
8、继续工 作，主变频器控制负载在这三台变频器之间平均分配；当主变频器 或电机出现故障时，主变频器停止工作，并发出故障信号，由上位 PLC 系统起动故障处理程序，通过变频器 I/O 端口，设置另外一台 变频器为主传动，组成新的主从工作组，按主从方式继续工 作，新的主变频器负责速度控制和负载分配。整个转换过程在 2 秒 钟以内完成。2. 直接转矩控制系统特点 实际应用表明，采用直接转矩控制系统的异步电动机变频调 速系统，电机磁场接近圆形，谐波小，损耗低，噪声及温升均比一 般逆变器驱动的电机小得多。直接转矩控制系统的主要特点主要有：1 、直接转矩控制是直接在定子坐标系下分析交流电机的数字 模型，控制电
9、动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机与直流电 动机进行比较、等效、转化；既不需要模仿直流电动机的控制，也 不需要简化交流电动机的数学模型，省掉了矢量旋转变换等复杂的 变换与计算，因此，它需要的信号处理工作比较简单，所用的控制 信号易于观察者对交流电动机的物理过程做出直接和明确的判断。2 、直接转矩控制的磁场定向采用的是定子磁链轴，只要知道 定子电阻就可以把它测出来。而矢量控制的磁场定向所需要的是转 子磁链轴，观测转子磁链需要知道电动机转子电阻和电感。因此， 直接转矩控制大大减少了矢量控制技术中控制性能易受参数变化影 响的问题。3 、直接转矩控制采用空间矢量的概念来分析三相交流电机机 的数学模
10、型和控制各物理量，使问题变得简单明了。4 、直接转矩控制强调的是转矩的直接控制效果。3. 用编码器实现准确位置控制 为了监控转炉的倾动位置实现准确定位，系统只在转炉主轴 上安装有一只光栅编码器，该信号直接传送到后台 PLC 系统，通过 PLC 来计算、转换，判断电机的旋转方向和旋转角度，当倾动角超 过设定最大角度值时， PLC 会发出报警和停车信号，变频器启动所 有应急程序，保证系统的安全。而倾动电机则无须配置编码器，原 因是变频器通过光纤环进行通信，而 ACS800 变频器的 DTC 控制 方式已完全满足转炉电机的转速控制精度。4. 负荷平衡措施我们知道，对于多台电机同轴驱动的情况，负荷平衡
11、是一 个控制难点，主要是因为信号传递和设备参数不对称性造成的。采 用直流电机驱动时，解决的办法是电枢串联供电，并分别在每台的 励磁回路中串电阻进行微调。对于交流电机而言，参数的分散性更 大，负荷平衡问题更难处理。针对这类问题， ACS800 变频器专门 开发了主 /从控制功能，解决了负荷平衡问题。主/从控制是专门为多机传动应用而设计的，在几台变频器当中，设置某一台为主机， 其他为从机，主机以广播的方式向从机发送指令，并跟踪检查从机 的状态，以实现协调控制。一个主机最多可带 10 个从机。采用主 / 从控制，必须增加专用传动单元 RD CO 板），该单元负责信息 的传递和运算，主 /从控制信号是
12、采用光纤环行连接，以总线方式通 讯。因为是低速轴刚性连接，故主变频器设定为速度控制，从变频 器设定为转矩控制，以保证各变频器的负荷平衡。五、经济效益、社会效益分析 一套稳定性、安全性、可靠性高转炉倾动系统对炼钢车间是 必不可少的，它影响着整个炼钢厂的经济效益。六、实行条件、经费预算实行条件1. 掌握转炉系统工艺流程2. 掌握直接转矩控制原理3. 掌握变频器主从控制理论经费预算1. 科研经费5万元2. 材料经费15万元3. 调试经费5万元七、项目内容分解、任务分工、计划进度序号分项名称内容、目标实行方案技术路线责任人参加人起止时间1转炉系统了解工艺流程现场工艺熟悉林刚王瑜1月-6月2控制系统设计研究控制系统直接转矩控制吕琳王瑜7月-10月月3注：1、根据项目内容，确定项目内容分解层级，保证任务分工责任到人。2、可根据需要，调整表格八、项目申报、审核意见承担单位意见：负责人： 签字） 公章）年 月曰# / 12公司主管部门意见 负责人： 签字）公章）年 月曰备注:
