Zusammenfassung : Dieser Artikel beschreibt zwei Steuerungsmethoden der T400-Karte im Ab- und Aufwickelsystem sowie deren Kommunikation mit der S7-400-SPS. Schlüsselwörter : Frequenzumrichter, T400-Karte, Steuerung, Kommunikation. 1. Überblick : Die Längsteilanlage ist der letzte Prozessschritt im Kaltwalzwerk . Das Ab- und Aufwickelsystem ist ein entscheidendes Glied im Gesamtprozess. Nur durch die Aufrechterhaltung einer stabilen Spannung und Bahngeschwindigkeit entlang der gesamten Anlage kann die Qualität der Fertigprodukte gewährleistet werden. Bei der Modernisierung der Längsteilanlage Nr. 1 im Kaltwalzwerk für Edelstahl von Taiyuan Iron & Steel wurden Siemens 6SE70-Frequenzumrichter in den Ab- und Aufwickelsystemen sowie eine Siemens T400-Prozesskarte mit Wickelsoftware eingesetzt, um einen Betrieb mit konstanter Spannung und Bahngeschwindigkeit entlang der gesamten Anlage zu erreichen. Dies reduzierte nicht nur den Programmieraufwand der SPS erheblich, sondern ermöglichte auch eine einfache und praktische Steuerung mit zufriedenstellenden Ergebnissen. 2. Regelungsprinzip : Im Ab- und Aufwickler-Steuerungssystem kamen Umrichter der Serie 6SE70 mit einer Prozessplatine T400 und Wickelsoftware zum Einsatz. Die 540-V-Gleichstromversorgung erfolgte über eine Siemens-Gleichrichter-Rückkopplungseinheit. Eine SPS S7-400 steuerte die verschiedenen Funktionen von Ab- und Aufwickler. Die Bedienbefehle vom Bedienfeld wurden über die Station ET200 und das Profibus-DP-Kommunikationsnetzwerk an die SPS-Hoststeuerung S7-400 übertragen. S7-400 und Umrichter tauschten Daten in Echtzeit über das Profibus-DP-Netzwerk aus und gewährleisteten so einen Betrieb mit konstanter Drehzahl und konstanter Bandspannung entlang der gesamten Anlage. Das Systemsteuerungsprinzip ist unten dargestellt. 3. Regelungskonzept : Gemäß den Prozessanforderungen sollte die Drehzahl von Ab- und Aufwickler mit einer Bandgeschwindigkeitsmessmaschine P100=4 geregelt werden. Der Abwickler nutzt eine indirekte Spannungsregelung, um eine konstante und einstellbare Spannung entlang der gesamten Linie zu gewährleisten. Der Aufwickler verwendet eine Regelung der linearen Geschwindigkeit im geschlossenen Regelkreis, um eine konstante und einstellbare lineare Geschwindigkeit entlang der gesamten Linie zu gewährleisten. ● Abwicklersystem mit indirekter Spannungsregelung: Gemäß den Prozessanforderungen verwendet der Abwickler ein Abwickelverfahren von oben. Die tatsächliche Motordrehzahl nact wird vom Encoder am Motor gemessen und an die CUVC-Karte und anschließend an die T400-Karte übertragen. Die lineare Geschwindigkeit Vact wird vom Drehzahlmess-Encoder der Führungsrolle gemessen und direkt an die T400-Karte übertragen. Der Spannungssollwert Zset wird von der Bedienkonsole eingestellt und an die S7-400 übertragen. Die S7-400 überträgt ihn über das Profibus-DP-Netzwerk an die T400-Karte. Nach dem Empfang dieser Daten berechnet die T400-Karte zunächst den tatsächlichen Durchmesser D der Stahlspule mithilfe des Durchmesserberechnungsmoduls und anschließend das Abwicklerdrehmoment M basierend auf diesem Durchmesser. Dieses Drehmomentbegrenzungssignal wird an die CUVC-Platte übertragen, um eine konstante Spannung zu gewährleisten. Die Berechnungsformel lautet: n = nact ÷ i (U/min), i = Abwickleruntersetzung, D = Vact ÷ n (m), M = Zset * D (Nm). Das Regelprinzip ist unten dargestellt: ● Wickelsystem mit konstanter linearer Drehzahlregelung: Gemäß den Prozessanforderungen wird ein Aufwickelverfahren von oben angewendet. Die tatsächliche Motordrehzahl nact wird über die Codierscheibe am Motor gemessen und an die CUVC-Platte übertragen, die sie wiederum an die T400-Platte weiterleitet. Die lineare Drehzahl Vact wird von der Führungsrolle gemessen und direkt an die T400-Platte übertragen. Der Sollwert für die lineare Drehzahl Vset wird über die Bedienkonsole eingestellt und an die S7-400 übertragen, die ihn anschließend über das Profibus-DP-Netzwerk an die T400-Platte weiterleitet. Nach dem Empfang dieser Daten berechnet die T400-Platine zunächst den tatsächlichen Durchmesser D der Stahlcoil mithilfe des Durchmesserberechnungsmoduls. Anschließend wird anhand des Durchmessers die Sollgeschwindigkeit Nset berechnet und an die CUVC-Platine übermittelt, um eine konstante Lineargeschwindigkeit zu gewährleisten. Die Berechnungsformel lautet: n = nact ÷ i (U/min), i = Untersetzungsverhältnis des Wickelers, D = Vact ÷ n (m), Nset = Vset ÷ D (U/min). 4. Kommunikation : Für die Kommunikation zwischen der S7-400 und der T400 sowie zwischen der S7-400 und der CUVC-Platine ist eine CBP-Profibus-Kommunikationskarte erforderlich. Die Parameter für die Kommunikation zwischen der T400 und der CUVC-Platine werden entsprechend konfiguriert. Das Kommunikationsschema ist unten dargestellt: ● Kommunikation zwischen S7-400 und T400: Die S7-400 kann über die CBP-Karte 10 Wörter an die T400 senden. Das erste und vierte Wort sind Steuerwort 1 und Steuerwort 2 mit folgenden binären Verbindungen: Steuerwort 1 – B2600–B2615, Steuerwort 2 – B2620–B2635. Die restlichen acht Wörter sind wie folgt verbunden: KR450–KR457. Das S7-400 kann über die CBP-Platine 10 Wörter vom T400-Board empfangen. Das erste und vierte Wort sind Statuswort 1 und Statuswort 2. Die restlichen acht Wörter können je nach Bedarf auf H440–H443 und H446–H449 eingestellt werden. Durch Senden der 10 Wörter an das T400-Board kann das S7-400 Start/Stopp, Spannung, Spannungsanpassung und Drehzahlregelung des Wechselrichters steuern. Durch den Empfang von 10 Wörtern von der T400-Platine kann das S7-400 den aktuellen Status des Wechselrichters eindeutig erfassen und Echtzeitdaten abrufen. Dies erleichtert die Programmierung, Berechnung und Echtzeitanzeige. ● Kommunikation zwischen T400- und CUVC-Platine: Die von der CUVC-Platine an die T400-Platine gesendeten Daten können in P740.01 bis P740.08 konfiguriert werden. Durch die Einstellung bestimmter Verbindungswerte in P740.01 bis P740.08 können die CUVC-Daten über den Dual-Port-RAM zur Echtzeitverarbeitung an die T400-Platine gesendet werden, um die Wechselrichtersteuerung zu realisieren. Die von der T400-Platine an die CUVC-Platine gesendeten Parameter können in der CUVC-Platine konfiguriert werden (siehe Tabelle unten). 5. Fazit: Nach der Inbetriebnahme des Wechselrichters arbeiteten die Ab- und Aufwickelsysteme einwandfrei und stabil, erfüllten die Prozessanforderungen und erzielten die erwarteten Ergebnisse. Kontaktinformationen des Autors: Name: Shi Lei Universität: Xi'an University of Architecture and Technology (Bachelor-Abschluss) Titel: Ingenieur Adresse: Automation R&D Center, Taiyuan Iron & Steel Automation Co., Ltd., Taiyuan City, Provinz Shanxi Postleitzahl: 030003