技术规格书附件2.3

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1、鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 1 页 Copyright TCE，All rights reserved卖方供应范围及技术规格书卖方供应范围及技术规格书（电气（电气部分）部分）天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司2014 年年 07 月月鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司

2、 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 2 页 Copyright TCE，All rights reserved目录目录目录目录 .21 1 概述、设计总则概述、设计总则 .4 41.1 设计依据.41.2 机组描述.41.3 设计总则.51.3.1 现场条件 .51.3.2 供电条件 .51.3.3 适用标准 .51.3.4 电气设计中使用语言 .61.3.5 色标 .61.3.6 产品数据 .61.3.7 机组主要技术参数 .71.4 供货范围.82 2 电源设计电源设计 .9 92.1 10KV 开关柜（用户提供）.92.2 动力变压器（用户提供）.92.3 低压配

3、电.92.4 不间断电源（UPS）.92.5 机组接地.102.6 系统接地.103 3 MCCMCC 系统功能描述及马达表系统功能描述及马达表.11113.1 概述.113.2 MCC 柜 .113.3 非调速电机.113.4 非调速电机表.124 4 变频传动功能描述及马达表变频传动功能描述及马达表 .13134.1 变频传动电机.134.1.1 变频电机基本要求 .134.1.2 变频电机表 .144.2 交流调速系统.154.2.1 概述 .154.2.2 交流调速系统控制方案 .154.2.3 交流调速柜规格 .154.2.4 传动装置介绍 .165 5 L1L1 级系统功能描述级系

4、统功能描述.2020鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 3 页 Copyright TCE，All rights reserved5.1 概述.205.2 电气控制系统.205.2.1 可编程控制器 .205.2.2 可编程控制器系统组成 .205.2.3 主要硬件介绍 .215.2.4 电控柜规格 .225.2.5 操作台和操作箱 .235.2.6 远程 IO 柜和接线盒 .245.2.7 机组选用的各类传感器

5、.255.3 功能说明.275.3.1 机组主要控制功能 .275.3.2 主令控制 .285.3.3 自动分卷功能 .325.3.4 顺序控制 .325.3.5 紧急停机系统 .335.4 HMI 人机界面系统 .335.4.1 HMI 系统组成.345.4.2 HMI 系统功能.355.5 数据采集系统（PDA）.376 6 L2L2 级系统功能描述级系统功能描述.38386.1 概述.386.2 L2 系统组成 .386.3 L2 系统功能 .406.3.1 功能概述 .406.3.2 功能介绍 .416.3.3 与 L3 系统接口及功能.457 7 仪表部分仪表部分 .46467.1

6、CPC&EPC 系统 .467.2 称重仪.468 8 安装及材料安装及材料 .48488.1 电气设备安装.488.2 电气配管配线要求.488.3 材料配置.489 设备及元器件分供商设备及元器件分供商.50鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 4 页 Copyright TCE，All rights reserved1概述概述、设计总则、设计总则我们的目标是为该项目提供最合理的解决方案，我方对本技术工程的先进性

7、、可靠性、完整性负责，确保机组满足工艺运行要求，长期运行稳定、可靠，而且易于今后机械设备的维护保养。1.1设计依据设计依据本技术规格书由天津一重电气自动化有限公司（以下称为 TCE）起草，描述了用于鞍山钢铁集团重庆汽车钢工程重卷检查机组项目所必须的电气自动化系统。规格书的编制依据用户提供的询价书，以及一重集团大连设计院机械设备与流体传动专业提供的相关数据。在准备报价的过程中，我们对买方未指明的技术参数或数据进行了假在准备报价的过程中，我们对买方未指明的技术参数或数据进行了假定，因此我们保留对其中不准确的技术参数在必要时进行修改的权利。定，因此我们保留对其中不准确的技术参数在必要时进行修改的权利

8、。本技术规格说明包含有中国第一重型机械集团公司、天津一重电气自动化有限公司和其合作伙伴的专利信息或专有技术，中国第一重型机械集团公司、天津一重电气自动化有限公司和其合作伙伴明确地保留本规格书中包含的专利信息或专有技术信息的全部权利。1.2机组描述机组描述本机组用于鞍钢重庆高强镀锌汽车板项目。将板厚为 0.53.0mm 的大直径钢卷经切头、切尾、切边、检查及涂油后，分切成小直径钢卷。年产量 10 万吨。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-

9、6 版本：001 第 5 页 Copyright TCE，All rights reserved1.3设计总则设计总则1.3.1现场条件现场条件海拔高度： 1000m厂内气温： 10 45电气室温度： 15 30计算机室温度： 15 30电气室相对湿度： max. 90% 无凝结1.3.2供电条件供电条件频率： 50Hz1 Hz高压电源（三相交流）: 10KV5%低压动力电源（三相四线交流）: 380V5% 辅助电源： 220V5% AC电磁阀电压： 24V DC信号电压： 24V DC传感器电压： 24V DC 和 220V AC保护地： 接地电阻 4系统地： 接地电阻 41.3.3适用标准

10、适用标准我方供货和服务项目若未单独规定，则符合各自的相关规定或如下相对应的安全规定要求。IEC (国际电工委员会标准)GB (中国国家标准)YZB (中国一重标准)鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 6 页 Copyright TCE，All rights reservedTCE 电气设计规范1.3.4电气设计中使用语言电气设计中使用语言所有电气设计图纸为中文文本,电气使用说明书等文件资料为中文文本。进口元器件、部

11、件等说明书为英文文本。电气控制系统所有铭牌标识为中文。进口元器件、部件的铭牌标识以供货厂商提供的实物为准。机组操作监控画面标识、提示为中文。 所有的尺寸和单位按照国际单位制系统。 机组操作监控画面标识、提示为中文。1.3.5色标色标传动控制柜 RAL7035 浅灰色辅助柜 RAL7035 浅灰色ET200 站 RAL7035 浅灰色控制台箱 RAL7035 浅灰色以上色标为我公司推荐，具体色标在初步设计阶段确定。1.3.6产品数据产品数据来料规格：来料规格：来料状态： 镀锌钢卷来料钢种： DDQ、EDDQ、HS、DP、HF机械性能： s140-1100Mpa b300-1200Mpa带材厚度：

12、0.53.0mm带材宽度：8001850mm卷材内径：508/610mm卷材外径：2300mm(max)鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 7 页 Copyright TCE，All rights reserved卷材重量：30t(max)成品规格：成品规格： 带材厚度：0.53.0mm卷材内径：508/610mm卷材外径：2300mm(max)卷材重量：530t带钢宽度：8001850mm废边宽度：550mm1.

13、3.7机组主要技术参数机组主要技术参数穿带速度：30m/min工作速度： 300m/min(max)检查速度：60m/min开卷张力：7.575KN开卷方式：上下开卷卷取张力：7.575KN卷取方式：上下卷取开卷机卷筒直径：466/440mm466mm（真圆）508/610mm（橡胶套筒）卷取机卷筒直径：466/450mm466mm（真圆）508/610mm（橡胶套筒） 液压系统压力： 14MPa气动系统压力： 0.4-0.6Mpa注：最终数据以机械规格书为准鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津

14、一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 8 页 Copyright TCE，All rights reserved1.4供货范围供货范围供货范围包括整个重卷机组的三电系统的设计，制造，安装指导和调试等。具体包括： 交流调速系统 马达控制中心及低压配电系统 测量设备、传感器等 基础自动化控制功能 人机界面包括操作台等 过程自动化 特殊电缆（过拖链电缆采用软电缆，也归入特殊电缆）鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期：

15、2021-10-6 版本：001 第 9 页 Copyright TCE，All rights reserved2电源设计电源设计2.110kV 开关柜（用户提供）开关柜（用户提供）高压 10KV 开关柜不属于卖方供货范围，买方负责 10KV 开关柜的设计和采购。2.2动力变压器（用户提供）动力变压器（用户提供）动力变压器不属于卖方供货范围，由买方自行采购，一重负责提供其负荷容量等基本数据。动力变压器： 630kVA 1 套2.3低压配电低压配电变压器 TOP 以下配电由一重负责。2.4不间断电源（不间断电源（UPS）UPS 为下列系统供电：为下列系统供电：PLC 基础自动化系统HMI 系统网

16、络系统技术参数：技术参数：额定功率 10kVA（待定）输入电压 380V 10%频率 50Hz 1Hz输出电压 220V容量 30 分钟鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 10 页 Copyright TCE，All rights reserved2.5机组接地机组接地机组中静电涂油机、圆盘剪需要单独设置接地地线。其他设备无特殊接地要求。2.6系统接地系统接地机组传动系统采用三相三线制（IT）或三相五线制（TN-S

17、）方式供电。 机组电控柜、操作台安全接地与车间 PE 接地系统相连。 机械设备上安装的电机、制动器等电气动力设备，安全接地与车间 PE 接地系统相连。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 11 页 Copyright TCE，All rights reserved3MCC 系统功能描述及马达表系统功能描述及马达表3.1概述概述机组的辅助不调速设备以及液压、润滑设备等恒速电机，均采用马达控制中心柜（MCC）控制。MCC

18、 用于完成投切，保护，隔离和配电功能。3.2MCC 柜柜机组的辅助不调速设备以及液压、润滑设备等恒速电机，均采用马达控制中心柜（MCC）控制。每台交流电机需要如下元件：三相断路器三相接触器（可逆电机 2 个）为降低启动时对电网的冲击，对于容量大于 75kW 的交流泵站电机采用软启动方式。3.3非调速电机非调速电机额定电压： 三相 AC380V额定频率： 50Hz标准接法： 一般 3KW 及以下为 Y 型接法，4KW 及以上为 接法。 工作方式： 连续防护等级： IP54绝缘等级： F鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一

19、重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 12 页 Copyright TCE，All rights reserved3.4非调速电机表非调速电机表设备名称设备名称功率功率(kW)(kW)电压电压(V)(V)数量数量长时长时 短时短时 可逆可逆备注备注生产线恒速电机生产线恒速电机1#废板斗电机2.2 380 1 2#废板斗电机2.2 380 1 取样斗电机2.2 380 1 检查台移动电机1.0380 1 泵，风机泵，风机液压站工作泵55.0 380 3 液压站循环泵5.5 380 1 油箱加热器3.03803开卷机稀油泵5.0

20、380 1 开卷机稀油冷却风机1.0 380 1 卷取机稀油泵5.0 380 1 卷取机机稀油冷却风机1.0 380 1 开卷机主电机风机15.0 380 1 卷取机主电机风机15.0 380 1 其他其他UPS 供电5.0 380 1 自动化系统供电10.0 220 1 CPC，EPC 供电1.0 220 3 切边剪供电50.01 待定碎边机供电30.01 待定涂油机供电30.0 380 1 电视系统2.0 220 1 对讲系统2.0 220 1 检查台照明系统20.0 220 1 称重仪5.01鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电

21、气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 13 页 Copyright TCE，All rights reserved注：电机数量、 容量以机械配置为准， 审查时提供最终版本。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 14 页 Copyright TCE，All rights reserved4变频传动功能描述及马达表变频传动功能描述及马达表

22、4.1变频传动电机变频传动电机4.1.1变频电机基本要求变频电机基本要求变频调速电机为三相异步电动机。与标准减速机直连的交流调速电机，以选择的标准减速机品牌为准。电机外壳防护等级为 IP54，绝缘等级为 F 级，电机为连续工作制。 连续工作调速电机自带风扇强迫冷却。外配风机电机额定工作电压：三相 AC380V /50Hz。短时工作调速电机自扇冷却。 电机的额定工作电压为三相 AC380V，基频 50Hz，连续工作制，过载能力为 150，历时 1 分钟。 主传动电机配有同轴安装的增量型编码器作为速度反馈用传感器。 机组配备的交流调速电机及配套调速装置见下表鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷

23、检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 15 页 Copyright TCE，All rights reserved4.1.2变频电机表变频电机表数量数量功率功率电压电压 V转速转速 r/minr/min制动器制动器设备名称设备名称kWkW过载过载倍数倍数绝缘绝缘等级等级额定额定最大最大过载过载倍数倍数冷却风机冷却风机外配外配自带自带编码编码器器备注备注上卷小车行走电机111.0 3801.5F40015001.5 开卷机主电机1355.0 3801.5F3

24、5015001.5 入口夹送辊电机211.0 3801.5F40015001.5五辊矫直机电机122.03801.5F40015001.5夹送剪切机电机23.03801.5F40015001.5夹送稳定辊电机13.0 3801.5F40015001.5 碎边运输机电机15.03801.5F40015001.5 上纠偏辊电机12.23801.5F40015001.5 带电磁离合器出口夹送辊电机211.0 3801.5F40015001.5卷取机主电机1355.0 3801.5F35015001.5卸卷小车行走电机111.0 3801.5F40015001.5合计合计14注：电机数量、 容量等以机

25、械配置为准， 审查时提供最终版本。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 16 页 Copyright TCE，All rights reserved4.2交流调速系统交流调速系统4.2.1概述概述机组中交流辅传动调速系统选用新一代工程型矢量控制变频装置S120。基于公共直流母线系统的多机传动，其独特的结构和特殊的性能转为完成最为复杂的传动任务而开发。根据要控制的传动数量和需要的性能水平来选择控制单元，同时根据再生反馈

26、能力以及能量回馈的要求来选择整流单元。装置型的传动单元为： 基本整流装置 回馈整流装置 有源整流装置 逆变装置4.2.2交流调速系统控制方案交流调速系统控制方案集中整流回馈（SLM） 、直流母线供电，单台逆变器变频调速的工作方式。采用 CU320 控制单元，通过 DRIVE-CliQ 电缆与整流回馈装置、逆变装置连接。CU320 与自动化系统采用 DP 通讯。4.2.3交流调速柜规格交流调速柜规格防护等级：IP31 绝缘电压：1000V 冷却方式：柜顶部冷却风机 工作温度：5 - 35C 鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分）

27、天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 17 页 Copyright TCE，All rights reserved湿度90% 无凝露及腐蚀性气体 柜门：双开门。 结构：表面喷漆、柜顶置直流母排，柜底部开电缆安装孔、柜底部 PE保护母排、柜内走线槽、柜顶起吊挂钩。控制电源：带隔离变压器。4.2.4传动装置介绍传动装置介绍基本整流装置基本整流装置基本整流只为单纯整流运行设计，也就是不能够将能量反馈给电网。如果制动的时候产生过高再生的能量，则必须通过制动模块和制动电阻转换为热量耗散掉。要为了符合 EN61800-3,等级 C2

28、 的限制，还需要选用进线滤波器。基本整流采用晶闸管全控桥，适用于无需能量回馈电网的场合，连接的逆变装置由晶闸管进行预充电。基本整流可用于中性点接地的（TN,TT）和浮地的（IT）电网。配用的制动模块可以内置在基本整流装置中，通过制动电阻将过高的再生能量消耗掉。回馈整流装置回馈整流装置回馈整流可以整流供电并能将能量反馈给电网。当选用回馈整流时，必须使用一个与整流装置匹配的电抗器。新一代的回馈整流采用 IGBT 桥，为非受控整流/再生反馈装置，在正常工作状态时，整流通过二极管完成，再生反馈时，通过 IGBT 实现网侧换流并提供 100%连续的再生能量反馈。这种再生反馈无需自耦变压器。采用 IGBT

29、(开关频率为基波频率)作为整流/回馈的功率半导体器件。降低了开关损耗，功率器件的使用率大大提高。电流通过 IGBT 的续流二极鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 18 页 Copyright TCE，All rights reserved管以整流方向流动。这意味着此时回馈整流与基本整流工作方式类似。当传动处于再生工作状态时，直流回路电压升高，IGBT 导通，将能量回馈至电网。回馈整流适用于中性点接地的（TN,TT）

30、和浮地的（IT）电网。整流整流/回馈单元技术数据（回馈单元技术数据（SLM） 额定电网电压（电动状态）：三相AC400V（15）480V（10） 。 额定电网电压（发电状态）：三相AC455V（15）576V（10） 。 额定输出电压：DC510V（-15）650V（10） 。 额定电网频率：50/60Hz 基本负载电流：0.91额定输出电流 短时电流：1.36额定输出电流 周期时间：300s 过载时间：60s（周期时间的 20） 效率：0.990.95有源整流装置有源整流装置有源整流可以整流供电并能将能量反馈给电网。和基本整流以及回馈整流相比，有源整流会产生一个可控制的直流电压，这个直流电压

31、会在电源允许的波动范围内保持一个稳定值，无论电压怎样变化。有源整流在电源侧产生实际电流效果接近正弦波，并能抑制有害的谐波。有源整流运行所需要的组件都集成在有源整流单元中。有源整流采用 IGBT 桥，有源整流模块总是与相关的有源滤波装置一起运行。提高性能的整流/回馈控制，它可调节和稳定生成可调整的直流回路电压。这意味着连接的逆变器不受进线电压影响。在容许的线电压波动范围内，不会影响逆变输出的电机电压。高效能的谐波抑制使得谐波畸变鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号：

32、 日期： 2021-10-6 版本：001 第 19 页 Copyright TCE，All rights reserved也非常小。有源整流模块也可以提高无功功率补偿。有源整流适用于中性点接地的（TN,TT）和浮地的（IT）电网。逆变装置逆变装置逆变器从中间的直流回路得到电源进行转换从而拖动电机。逆变单元为多传动系统设计，并且通过 CU320 或者 SIMOTION D 控制单元控制。逆变单元之间通过公共直流母线相连。一个或者几个逆变单元通过直流母线拖动同步电机或异步电机运行。因为逆变单元都共用直流母线，互相之间可以进行能量交换，也就是说，一个运行于发电机模式的逆变单元产生能量可以被运行于电

33、机模式的其他逆变单元所使用。中间回路的直流母线由整流单元供电。逆变装置由控制单元控制。逆变器技术数据逆变器技术数据 额定直流母线电压： DC510V（15）65V（10） 额定输出电压：3AC 0V0.75母线电压 额定输出频率：V/F常数，0Hz200Hz，V常数，8Hz300Hz 最小脉冲频率：1.7Hz 工作设定频率：2.5Hz 最大脉冲频率：16KHZ 基本负载电流：0.91额定输出电流 短时电流：1.36额定输出电流（过载时间 60s）或 1.6额定输出电（过载时间 30s） 周期时间：300s 效率：0.960.98控制单元控制单元控制单元用于多传动系统的智能控制。还配有与上位控制

34、器的通讯接鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 20 页 Copyright TCE，All rights reserved口。还可选择具有不同的功能范围和不同性能水平的控制单元。对于多机传动，采用 CU320 控制单元。一个或者多个逆变单元和整流单元的通讯、开闭环控制功能均在一个CU320 里完成。逆变单元和整流单元通过 DRIVE-CliQ 链接到 CU320 控制单元。单元的个数取决于所需要的性能，包括负载配置

35、和系统附加附件。利用 STARTER 调试工具或 AOP30 高级操作面板对 CU320 控制单元和其他连接的组件进行调试和诊断。系统组件系统组件传动系统的结构可以通过选择控制单元和整流器和逆变器来搭建。其他系统组件可以用来根据需要来选配。这些组件分为：进线侧组件进线侧组件 例如：进线电抗器和进线滤波器直流回路组件直流回路组件 例如：制动模块和制动电阻输出侧组件输出侧组件 例如：输出电抗器（考虑根据路线长度，带输出电抗器） ，dv/dt+VPL 和正弦滤波器控制系统组件控制系统组件 例如：端子排，操作面板和通讯板，各种编码器接口所有变频调速系统都采用工业现场总线 PROFIBUS-DP 网实现

36、与自动化系统的通讯。 DRIVE-CLiQ 系统接口系统接口SINAMICS S120 所有的组件采用高性能的只能通讯链接 DRIVE-CLiQ。整流和逆变控制接到控制单元，端子扩展模块和检测模块都通过DRIVE-CLiQ 连接到传动系统。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 21 页 Copyright TCE，All rights reserved5L1 级系统功能描述级系统功能描述5.1概述概述本机组自动化系统

37、包括传动控制级-L0 级、基础自动化系统级-L1 级。有关 L0 级见本技术附件第 4 章。以下文件描述 L1 级（电控系统和HMI）功能和硬件配置等。5.2电气控制系统电气控制系统5.2.1可编程控制器可编程控制器机组选用西门子公司 S7-400 系列产品,采用 416-2DP CPU，完成机组中的逻辑控制、顺序控制、位置控制以及工艺操作和工艺联锁控制，故障检测分类报警控制等。 可编程序控制器系统采用分布式 I/O 网络化模式工作，网络总线为Profibus DP。 可编程序控制器系统编程环境为 STEP7。 机组内机电一体采购设备与本机组信息交换由机组 PLC 完成，采用形式为 Profi

38、bus DP 总线，或者点对点形式等。 5.2.2可编程控制器系统组成可编程控制器系统组成（1）电源模板，为 S7-400 和 ET200M 提供电源，将 AC220V 电压转变为 DC24V 或 DC5V 工作电压。 （2）CPU 模板，1 块，选用 CPU416-2DP 模板。 鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 22 页 Copyright TCE，All rights reserved（3）DP 通讯模板，

39、用于远程站之间的通讯。 （4）模拟量输入模板，用于模拟量输入,用于连接电压和电流传感器、热电偶、电阻器和热电阻。 （5）模拟量输出模板，用于连接模拟量执行器。 （6）数字量输入模板，用于连接操作开关和接近开关等开关量传感器。 （7）数字量输出模板，用于驱动电磁阀、继电器、接触器等负载，输出接口与负载之间设置无源接点隔离。 （8）以太网通讯处理器，用于 S7-400 主站到以太网的连接。 （9）接口模板，用于将 ET200M 模块化 I/O 站连接到 PROFIBUS-DP网络。 （10）ET200M 模块，用于远程分布式 I/O 站。 5.2.3主要硬件介绍主要硬件介绍S7-400 PLCSI

40、EMENS S7-400 PLC 产品是西门子公司新型系列产品。其特点是功能强大，配置灵活，有如下突出特点：高速：在程序执行方面，极短的指令执行时间在同类产品竞争中脱颖而出；坚固：即使在恶劣、不稳定的工业环境下，全封闭的模板依然可正常工作；无风扇操作降低了安装费用；在运行过程中，模板可插拔；功能完善、强大：允许多 CPU 配置，功能更强、速度更快。同时，配有品种齐全的功能模板，充分满足用户各种类型的现场需求；强通讯能力：分布式的内部总线允许在 CPU 与中央 I/O 间进行非常快的通讯，P 总线与输入/输出模板进行数据交换。K 总线将大量数据传送到鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机

41、组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 23 页 Copyright TCE，All rights reserved功能模板和通讯模板；智能模板丰富：具有多种板上自带 CPU（可减轻 CPU 模板运行负担）的智能模板，可满足各种控制功能。CPU416-2DP 装备了 ProfibusDP 接口，保证了对分布式 I/O 进行快速数据交换。强大的通讯模板允许点对点通讯，并可用工业以太网进行通讯。此外，该 CPU 还能够完成卷径控制、摩擦力矩、加减速力矩、张力矩等控制功

42、能。SIEMENS ET200MET200M 是一个模块化的 I/O 站，具有 IP20 的保护等级。它可以用S7-300 可编程控制器的信号模板和功能模板进行扩展。由于它可接的模板范围很广，因此，ET200M 适合于特殊的和复杂的自动化任务。ET200M作为 Profibus-DP 现场总线上的从站，最大的传输速率是 12Mbps。5.2.4电控柜规格电控柜规格电气控制设备包括进线开关柜、电源柜、传动控制柜、非调速电机控制柜（MCC） 、PLC 控制柜、远程 IO 柜、操作台和接线箱。电气控制柜防护等级为 IP31，操作台 IP43，机旁操作箱 IP54。 柜体形式：冷弯形材组装式结构，前后

43、开门。热镀锌冷轧钢板表面烤漆处理。 柜体尺寸：600、800（深）2200800、1000、1200（宽） 。 电器柜并柜安装，每面柜设置一个柜内电源插座（含两眼、三眼） ，设置柜内照明(不包括抽屉式柜)。 传动控制柜柜内书本形装置的安装留有 10%的空间，设置冷却风机。 PLC 柜柜内调试后留有 20%存储卡空间，50%CPU 能力，10%的 I/O余量，10%模块插槽空间，10%的端子，设置冷却风机。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-1

44、0-6 版本：001 第 24 页 Copyright TCE，All rights reserved远程 I/O 站内调试后留有 10%的 I/O 余量，10%模块插槽空间，10%的端子。 5.2.5操作台和操作箱操作台和操作箱主操作台和机旁操作箱面板采用不锈钢制作，内部设置远程 I/O 设备，操作台和操作箱上的元件连接到远程 I/O 设备上，从而使电缆的用量最少，如果机旁操作箱上没有足够的空间用来安装远程 I/O 站，则将相应的信号接线至最近的远程 I/O 站。上述设备的具体数量及规格可以在基本设计或详细设计阶段确认。 典型操作台外形图参考如下：类型类型 A：主操作台（主操作室）：主操作台

45、（主操作室）类型类型 B：操作台：操作台鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 25 页 Copyright TCE，All rights reserved类型类型 C：墙挂式操作箱：墙挂式操作箱类型类型 D：操作箱：操作箱鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6

46、 版本：001 第 26 页 Copyright TCE，All rights reserved5.2.6远程远程 IO 柜和接线盒柜和接线盒机组的接线盒包括液压阀站接线箱和设备接线箱，根据液压阀组和传感器数量和位置进行设置。 PLC 远程 IO 柜设在操作台内和液压阀站附近。5.2.7机组选用的各类传感器机组选用的各类传感器接近开关接近开关接近开关选用进口品牌标准型电感式接近开关(感应距离因功能而定)。 工作电压：1030V DC 输出电压：同工作电压（PNP） 持续电流：0200mA 输出指示：LED接口信号类型：PNP 型 保护类型：极性保护和短路保护 开关频率：200Hz 防护等级：I

47、P65 工作温度：050C 湿度：85%，无凝结 数量：根据功能确定光电开关光电开关光电开关分为红外形和激光型。 工作电压：1030VDC 输出电压：同工作电压（PNP） 电流消耗：20mA 鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 27 页 Copyright TCE，All rights reserved开关输出：PNP, NO/NC Output 输出指示：LED 工作电流：100mA 短路/过载保护 可检测目标：

48、不透明物体 开关频率：300Hz 防护等级：IP65 工作温度：050C 湿度：85%，无凝结 数量根据功能确定增量编码器增量编码器 工作电压： 1530VDC输出电压：同输入电压(PNP) 脉冲数：根据不同用途分别确定 机械联接形式：轴套式联接 电气联接形式：航空插头、座联接、直出线防护等级：IP65 工作温度：050C湿度：85%，无凝结 数量：根据功能确定绝对值编码器绝对值编码器用途：小车升降形式：多圈形绝对值编码器输出信号：SSI 或 DP工作电压：DC24V 机械联接形式：轴套式联接防护等级：IP54 鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（

49、电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 28 页 Copyright TCE，All rights reserved工作温度：050C 湿度：85%，无凝结型号：根据检测精度及结构形式确定数量：根据功能确定线性位移传感器线性位移传感器用途:圆盘剪侧间隙测量、侧导对中 输出信号：SSI 或 DP 工作电压：DC24V 防护等级：IP54 工作温度：050C湿度：85%，无凝结型号: 根据检测精度及结构形式确定数量：根据功能确定特殊工器具特殊工器具RJ45 压线钳 1 套 RJ45 测线器 1 套5.3

50、功能说明功能说明5.3.1机组主要控制功能机组主要控制功能主令控制功能主令控制功能- 工作张力的设定与控制- 机组速度的控制- 机组允许启动和运行- 正常停车鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 29 页 Copyright TCE，All rights reserved- 快速停车- 急停- 自动减速开卷机、卷取机张力控制开卷机、卷取机张力控制- 卷经计算- 张力力矩计算- 弯曲力矩的计算- 加速力矩计算- 摩擦力

51、矩计算自动分卷功能自动分卷功能- 按重量分卷- 按长度分卷顺序逻辑控制顺序逻辑控制- 卷取机卷径、卷重、带长自动计算及分切；- 开卷机、切边纠偏辊自动纠偏；- 卷取机 EPC 边缘自动跟踪控制；- 上卷小车自动对中上卷；- 机组头部手动开卷穿带；- 机组头部具有上下开卷功能；- 机组尾部具有上下卷取功能；- 机组尾部手动打捆；- 介质站控制- 机组的连锁控制5.3.2主令控制主令控制机组协调控制是根据机组当前的运行状态和操作命令来决定机组运行状态的转换。包括操作命令的接受；根据机组当前状态检验操作命令的合法性；状态转换的选择。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组

52、技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 30 页 Copyright TCE，All rights reserved协调控制包括：机组速度控制；机组入口段控制；机组出口段控制；开卷速度与张力控制；卷取速度与张力控制；张力辊组的速度与张力控制。机组速度控制机组速度控制机组总的速度给定是由“S 斜坡”函数发生器给出的。线速度给定是由操作指令、允许运行逻辑、急停和传动装置的状态及预设定等给出。机组点动穿带速度为 30m/min, 重卷机组联动速度最高为V=Max.300m/min。设有升速、

53、保持、减速、检查速度、快速停车、紧急停机操作。 在入口、出口、圆盘剪、卷边机、检查站操作台上设置机组急停、快停按钮。正常停机 15 秒，快停时间 8 秒，急停时间 5 秒。机组允许运行机组允许运行只有当机组的准备条件，如通风设备、润滑设备、液压站等正常时，机组允许运行功能被启动并在 HMI 上指示，才允许机组运行。正常停车正常停车机组以正常减速度减速停车，可以由操作工控制或根据分卷计算自动控制停车。自动减速自动减速根据机组不同的运行速度，当开卷机卷筒上所剩下的钢卷长度达到减速要求的长度时，PLC 发出减速信号,机组自动减速到穿带速度，并继续运行一定的长度后，然后准确停车。根据给出的分卷长度或重

54、量，当达到所要求的分卷长度或重量时, PLC发出减速信号，机组自动减速到穿带速度，并继续运行一定的长度后，然鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 31 页 Copyright TCE，All rights reserved后准确停车。开卷机、卷取机张力控制开卷机、卷取机张力控制在实际控制中，开卷机、卷取机有两种工作状态：速度控制状态和张力控制状态。在点动和穿带期间，它们工作在速度控制状态，穿带时，当张力建立后，它们工

55、作在张力工作状态。从速度控制状态切换到张力控制状态是在切换逻辑控制下自动进行的。张力状态时速度调节器的输出达到限幅值，张力给定值由张力矩、摩擦力矩、弯曲力矩、加减速力矩的计算等的结果决定。卷径计算卷径计算卷取机上带材的卷径可以通过安装在卷取机及其相应的测速辊上的脉冲发生器的计数值计算出来。计算方法是在卷取机卷筒上定义一个旋转角度，测量与该角度相对应的带材长度，即可计算出带材的卷径。带材的卷径按下列公式计算：其中： 表示在卷取机卷筒上的旋转角度（以弧度表示）D 表示带材卷径L 表示与相对应的带材长度卷取机上带材卷径的每次采样的计算机结果都需要校验，对卷取机来说就是每次的计算结果都要大于上次的计算

56、值，对开卷机来说就是每次的计算结果都要小于上次的计算值，另外，还要采取必要的滤波方法，以滤去由于错误的采样值而导致的错误的计算值。张力力矩的计算张力力矩的计算带材张力矩的计算公式如下：鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 32 页 Copyright TCE，All rights reserved其中： M 表示张力矩 F 表示张力设定值 I 表示传动比带材张力设定值由操作站自动预设定，操作人员也可以修改。弯曲力矩的

57、计算弯曲力矩的计算带材弯曲力矩的计算按下列公式求得：其中： 表示弯曲力矩 h 表示带材厚度 表示屈服系数 L 表示带材宽度加速力矩的计算加速力矩的计算卷取机电机的加速力矩由折算到电机轴上的转动惯量和带材线加速度等参数计算出来。转动惯量包括固定部分和与带材规格有关的可变部分。固定部分由卷取机传动机构、卷筒等部分的转动惯量组成。可变部分由带材直径、带宽、钢的比重等参数决定。由线速度变化和卷径变化决定的加速力矩计算公式如下：其中： K1 表示固定部分的转动惯量系数 K2、K3 表示取决于卷径变化的变化部分的转动惯量系数 L 表示带材宽度 D 表示带材卷径 表示加速度系数 K1、K2、K3 在机组调试

58、期间可以作一些调整，并最后确定。 带材的转动惯量由下列公式计算：鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 33 页 Copyright TCE，All rights reserved 其中： B 表示带材宽度 I 表示减速比 p 表示钢的比重 D0 表示卷筒的胀开直径 K 表示转动惯量计算修正系数摩擦力矩的计算摩擦力矩的计算摩擦力矩补偿量是速度的非线性函数，该函数按设计经验和惯例将在调试阶段根据实际实验。5.3.3自动分

59、卷功能自动分卷功能按重量分卷功能按重量分卷功能根据用户要求的重量，根据卷取机上的卷径和卷材的宽度对卷材重量进行计算，当达到要求的重量时，PLC 发出减速信号，机组自动减速到穿带速度，并继续运行一定的长度后，然后准确停车。按长度分卷功能按长度分卷功能根据用户要求的长度，根据记录卷取机上的卷材长度，当达到要求的重量时，PLC 发出减速信号，机组自动减速到穿带速度，并继续运行一定的长度后，然后准确停车。5.3.4顺序控制顺序控制自动上卷功能自动上卷功能上卷小车在上卷位上升托住带卷上升时，自动测量出带卷的实际直径，然后上卷小车下降，进行自动高度对中，使带卷中心线与开卷机卷筒中心线相重合，从而使带卷顺利

60、上到开卷机卷筒上。鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 34 页 Copyright TCE，All rights reserved上卷小车在向开卷机卷筒移动过程中，自动测量出带卷的宽度，并根据此宽度将带卷自动停在带卷中心线与卷筒中心重合的位置上，用以避免带钢在分卷过程中跑偏。介质系统控制功能介质系统控制功能机组的介质系统由 PLC 进行控制：传动液压站、稀油站等由 PLC 来进行控制。各液压站、稀油站的启动停止均为

61、人为控制，各液压站、稀油站的压力、温度等的控制由 PLC 自动进行控制。介质系统的各阀组的控制。由 PLC 根据机组各设备的联锁要求进行控制。5.3.5紧急停机系统紧急停机系统紧急系统包括：快停、急停。快停快停在快停方式下，机组区域内的各电机以协调、固定（联锁）的比例关系，从当前的运行速度快速停止。快停功能可以手动，也可以自动启动，并且只能由急停所中断。急停急停急停是一种安全性操作，用于安全性和有可能损坏设备的场合。急停一旦启动，将不能被中断。通过带灯按钮进行急停操作和显示，由确认按钮解除急停状态。采用安全继电器架构急停系统。采用安全继电器架构急停系统。5.4HMI 人机界面系统人机界面系统H

62、MI 系统作为重卷的人机接口，在西门子 WinCC 基础上开发，单鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 35 页 Copyright TCE，All rights reserved机结构，经过工业以太网与自动化系统连接，亦可以连接在基础自动化系统上。用于显示自动化系统发送来的数据，接受操作员输入并将其传送到自动化系统。5.4.1HMI 系统系统组成组成硬件类型及软件版本在订货阶段均是最新的和成熟的。HMI 人机界面系

63、统由 3 台计算机组成，其中： 一台操作员站安装于主电室一台操作员站安装于主操作室一台工程师站，安装于主电室HMI 操作员站操作员站硬件配置：选用研华工控机，为监控系统提供安全可靠的硬件平台。 数量:2 台CPU:Intel Core Duo 2.16GRAM: 2G DDR硬盘控制器：320G SATADVD_ROM键盘/鼠标100M 以太网卡22液晶显示器系统软件：WinCC 7.0 RC 2048 点工程师站工程师站硬件配置：选用研华工控机。 数量:1 台CPU:Intel Core Duo 2.16GRAM: 2G DDR 硬盘控制器：320G SATA 鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车

64、钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 36 页 Copyright TCE，All rights reservedDVD_ROM 键盘/鼠标 100M 以太网卡 22液晶显示器 系统软件：Step7 V5.5网络交换机网络交换机硬件配置：选用 Cisco 产品 数量:1 台 24 口 10/100/1000M打印机打印机HP A4 激光打印机（黑白） 1 台 5.4.2HMI 系统功能系统功能重卷机组 HMI 系统采用西门子人机界面开发平台 SI

65、MATIC WINCC 7.0 系统进行机组监控软件及 PC-PLC 的通讯软件的开发。HMI 系统与现场 PLC 系统采用工业以太网络进行连接，通过以太网卡与 Siemens 可编程控制器等设备进行数据通讯。 机组 HMI 计算机系统主要是对机组生产线工作过程及系统设备状态进行实时监控，同时完成生产数据处理，参数管理，机组状态设置，数据管理等功能，为用户提供产品分析的数据来源。HMI 系统的特点系统的特点基础自动化系统合过程自动化系统能够统一操作和可视性；具有工厂设备安全操作密码保护功能；目标数据处理；适于各种事件的捕获、缓冲、归档、显示和分析的报文系统；报告（报表）系统；鞍钢重庆汽车钢工程

66、鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动化有限公司 项目编号： 日期： 2021-10-6 版本：001 第 37 页 Copyright TCE，All rights reserved通过对曲线显示和操作功能的大量筛选，将测量值分类、归档。操作操作- 主要用鼠标/操纵杆，若有要求，只用键盘执行操作；- 为了安全起见，每个与工艺相关的操作必须由操作员确认；所有图形显示是标准化的。各种显示的细节或详细程度取决于机组的要求，并于设计阶段确认、固定。颜色标准化颜色标准化每种颜色表示的信息如下：接通：暗绿断开/准备开关：暗红断开/不准备转换：深红报警：红色警告：黄色实际值：青绿色计算设定值：蓝绿色操作员设定值：蓝色所用文字将按中文开发。主要界面主要界面 机组流程监控 在线钢卷信息 参数设定 传动系统 液压系统 机组检测元件状态 故障报警 参数曲线 系统网络状态鞍钢重庆汽车钢工程鞍钢重庆汽车钢工程重卷检查机组技术附件重卷检查机组技术附件 2（电气部分）（电气部分） 天津一重电气自动化有限公司天津一重电气自动