摘要：本文結合氧化球團生產線的工藝要點，介紹了施耐德ATV71發頻器在北營鋼鐵公司120萬噸氧化球團項目的成功應用。
一、 背景介紹
120萬噸球團工程是北營公司鐵燒系統的重點工程，總投資2.05億元，年設計生產能力為120萬噸。工程于2009年3月20日開工建初，2010年底竣工投產。此項工程竣工投產后，將使北營公司的高爐爐料結極更加科學合理，對于提高生鐵產量、穩定高爐生產具有重要意義。120萬噸氧化球團生產線工藝流程
120萬噸球團工程主要由上料、強混、烘干、造球、鏈篦機、環冷機等幾部分組成。主體生產線設備全部采用Quantum PLC系統實現集中聯鎖控制，對整個回軒窯系統進行控制。通過數據采集、畫面監控、迖程自動控制、歷史趨勢記錄等一系列功能的實現，提高整個回軒窯系統的勞動生產率，確保生產安全穩定運行。
二、氧化球團的傳動工藝原理與控制要求
鏈篦機-回軒窯球團技術是采用鏈篦機干燥、預熱生球，回軒窯固結、焙燒球團，環冷機冷卻成品球團的一種球團工藝。該設計采用的工藝流程包括精礦上料、精礦干燥、輥壓、膨潤土與灰塵上料、混合、造球、生球布料、生球干燥、預熱、氧化焙燒、冷卻及成品輸出等部分。該球團生產線的工藝流程見圖:
其中上料、螺旋給料機、造球、篩分、布料、鏈篦機、環冷、鼓風都用到了變頻，具體的控制要求如下：
2.1
上料：鐵精礦用拉絲皮帶運至精礦上料槽。因此要求變頻器具有過載能力，特別是負載波動時其輸出能力能滿足負載的要求。
2.2
螺旋給料機：螺旋給料機是氧化球團的重要工序，其螺旋給料機的給料和計量精度直接決定了產品的質量呾高爐煉鐵的成品率。
2.3
造球室設置圓盤造球機經混合后的混合料用拉絲皮帶機運至造球室混合聊礦槽，槽下設備采用調速圓盤給料機和電子皮帶秤，造球機的給料量可按設定值自動控制。造球機轉速可調，傾角可調。
2.4
布料：就是把生球均勻的布置在鏈篦機的篦床上，布料設備有皮帶布料器和輥式布料器。北營煉鐵廠選用的是皮帶布料器。其特點是布料均勻，流量大，但也有負載波動頻繁的情況。要求變頻器有連續過載能力，能根據負載發化自動調節頻率。
2.5
鏈篦機：分為兩部分-干燥和預熱。要求循環風機通過球團層，對球團進行加熱。由預熱段抽出的風經過除塵過濾后降溫進行干燥。鏈篦機本體和梭式布料器這部分采用標準變頻控制。
2.6
回轉窯：回轉窯是將球團進行高溫焙燒后，由排料口進入環冷卻機冷卻。采用單變頻拖動回轉窯雙主電機。根據回轉窯負載特點，要求變頻器選擇恒溫轉矩應用變頻器，并要求過載2倍以上。羅茨分機要求變頻器有充分的過載能力。
2.7
環冷：環冷機把12000C的球團冷卻到1000C，以便皮帶輸送和回收熱量。本項目采用鼓風機冷卻，選用的是標準變頻器驅動，風機選用軟啟。
三、傳動系統解決方案
3.1上述方案及系統原理圖
1/2#球團各采用 37 臺變頻控制，其中：ATS22 軟啟動器是一款性價比較高的通用型軟啟動器，它有著優良的性能特點，正因如此，ATS22 在油脂項目中得到了很好的應用。其特點如下：
整個系統通過MB+網絡和Quantum PLC 及上位機組成網絡。
整個系統通過MB+網絡和Quantum PLC 及上位機組成網絡。
對于拉絲皮帶、造球圓盤、鏈篦機、布料器、回轉窯、羅茨風機、環冷機，根據負載特點，要求變頻器選擇恒轉矩應用變頻器，并要求過載 2 倍以上，我們選用施耐德 ATV71 系列恒轉矩變頻器，其過載能力為1.5倍電流維持 1分鐘。
變頻器設置本地、機旁、遠程三地控制，分別為安裝在柜門上的控制按鈕(本地)、現場機旁就地操作箱(機旁)，中控室通過通訊方式控制(遠程)。
3.2控制要點的實現
3.2.1
拉絲皮帶機：根據其負載波動大，距離長特點，要求變頻器選擇恒轉矩應用變頻器，并要求過載 2倍以上。
圓盤造球機：根據負載特點，要求變頻器選擇恒轉矩應用變頻器，并要求過載 2倍以上。
梭式布料器： 原系統經常出現因為負載波動造成電機過載停機，由于其長時間工作在低頻，電機的低頻特性導致負載波動劇烈是無法滿足負載對驅動能力的要求。改進后通過特殊控制方式實現了變頻器能根據負載波動，特別是流量突然加大情況下的保護。提高了電機的低速特性，并且能實現負載發化自動調頻輸出。
回轉窯：單電機驅動同一負載，通過減速機驅動一個傳動機構。這就要求針對回軒窯大慣量的特點，要求低速啟動力矩要大，啟動平穩，我們設置變頻器控制模式為電壓矢量控制方式，合理設置最低輸出頻率，借助ATV71優赹的低速性能，適當加大加減速斜坡時間，獲得了極好的控制效果。
3.3 ATV71應用的優勢
重載應用，150%額定電流過載1分鐘，保證了變頻器和電機有足夠的力矩輸出;
低速特性優異
獨有的控制方式保證了拉絲皮帶、拉絲皮帶機穩定運行
減少了故障幾率，提高系統運行效率
網絡通讬高速、高效、穩定
中文面板監控直觀、便于維護
四、結束語
該項目僅 2010 年投產后運行良好，MB+網絡高速穩定。特別是 ATV71 變頻器的產品性能表現優異，保證了系統的穩定、高產、順產，提高了經濟效益，贏得了用戶的稱贊和好評。
參考文獻：
[1] ATV71 PLUS 產品目錄[CD].北京：施耐德電氣(中國)有限公司，2010.
[2] ATV71 編程手冊[M].北京：施耐德電氣(中國)有限公司，2010.
[3] Modicon Quantum自勱化平臺呾Unity 軟件產品目錄[M].北京：施耐德電氣(中國)有限公司，2009.