英威腾在冶金行业深耕十余年，其变频器技术日益成熟，凭借其性能稳定、简单易用等特点，已经广泛应用于焦化、热处理、棒材轧机及连退线等工艺中，而在国产替代方便，英威腾变频器依托自身技术优势及经验积累也是成果颇丰。除了炉底辊，还有轧机、板坯去毛刺及煤气鼓风机等。英威腾都对国外大牌进行了无缝替代。在保障稳定运行的同时，大大降低了企业的生产和使用成本。
01
GD350主从控制方案在锂电极性材料辊压机上的应用
应用场景：
随着2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标的提出，锂电池行业迎来了较大的发展机遇。锂电池的生产会用到正负极片，而辊压机则负责把前端正负极铝箔涂抹的电极材料进行压实以增大材料密度。
设备原理：
电池极片辊压机在启停过程中，根据工艺需要，必须对两只轧辊进行无级变速，同时确保两只轧辊的线速度一致。电池极片的轧制是轧辊与电池极片之间产生摩擦力，把电池极片拉进旋转的轧辊之间，电池极片受压变形的过程。
辊压机包含上下两个轧辊，上边为定辊下为动辊，通过液压调节动辊来调节两轧辊之间的间隙和压力。来料为铝箔涂覆极性材料，铝箔涂覆长度每约820mm间隔有10mm不涂覆极性材料。来料涂覆厚度约210μm，通过辊压机后厚度保持在164-165μm左右，来料厚度的均匀度直接影响辊压后的厚度是否达标。电机和轧辊之间通过万向联轴器连接。
图：辊压机示意图
客户需求：
电池极片辊压工序越来越重要，极片轧制优率和效率的提升、极片辊压后质量的提升，已成为电池生产行业关注的热点，客户由于原控制方案存在动辊和定辊的线速度不一致、启动困难等影响生产的问题，所以对新的控制方案提出以下需求：
提升生产物料合格率
自动化程序控制，生产过程设备运行稳定，提高辊压的效率
在整个调速范围内动辊和定滚运行线速度要一致，运行功率平衡从最
系统方案：
鉴于客户需求，依托着GD350的产品特点：
英威腾提出GD350变频器+PLC+HMI系统解决方案，该方案具有高效稳定生产的优势。
图：方案系统图
客户收益：
在使用英威腾主从控制方案之后：生产合格率大幅度提升，片材表面无裂痕、无压痕、无损伤；操作简单，系统设计转速内可任意调节轧辊运行速度，高效生产。
现场照片：
辊压机电机
万向连接
正极材料
结束语：
本GD350CAN主从控制方案在锂电池极片辊压机上已成功应用。通过轧辊控制变频器进行CAN主从控制技术的使用，让客户关注的低频控制稳定度、全频率段动辊和定辊线速度的一致性等性能，得到大幅度提升。保障设备在任意调节速度的情况下，轧辊可以良好运行。该方案保障了辊压机作为整条锂电池生产线的一个重要设备成功运行。
02
AX70总线EtherCAT控制器和GD350变频器 在片材机上的应用
应用场景：
片材机（挤出机）是按塑料材料特性，通过热熔、压力控制生产等宽薄、厚均匀的薄膜材料。塑料片材作为与日常生活息息相关的一种生活资料，需求量大。塑料片材机在塑料机械市场里，是一种关键的加工设备，与后端的吸塑机、打杯机、成型机等机组成型产业链，具有良好的市场前景。目前市面生产的片材机普遍存在关键压力控制不稳，导致片材薄厚不均影响后端设备产品质量的问题。
设备原理：
设备整机由原料输送和喂料机构组成，将塑料粒送入螺杆主机热熔腔内热熔成胶，同时控制螺杆主机腔内恒压，挤入模具头内制型薄厚均匀的柔性片材胶，再经过多辊压光冷却，裁边收边、牵引输送、收卷成品。
客户需求：
在广东省的某塑料片材生产企业，客户提出以下需求：
1、根据材料熔点、主机螺杆内腔长度、弯曲管道、模具头等部件特性，必须确保
a.各处电加热温度达标；
b.塑料材质在腔内有很好的流动性和粘度；
c.PLC与温度模块通讯正常，掉线后能自动恢复；
2、喂料电机的给料量必须确保与主机螺口吞料量成等量关系；
3、为确保模具头成型的片材厚度均匀，适合各种原料材质(PP、PE)、形状（原型、片型）的正常生产，必须保证个螺杆主机的压力稳定波动±0.2Mpa，在加减速过程中5-10分钟内压力实现再次平稳恒定；
4、三(多)辊传动与牵引辊速度必须完全同步，速度须达到50米/分钟，在高速运行下牵引辊必须保持恒转矩控制，确保不拉断膜、不拉花膜表面。
系统方案：
方案说明：基于客户的需求，英威腾推出AX70控制器+GD350变频器 EtherCAT总线控制，通过系统整体开发应用程序实现客户需求，目前压力控制稳定在客户要求内，实现速度同步率>=99.8%。
方案系统图：
现场应用图片：
方案优势：
1. 方便易用：电气配线系统非常方便，网线连接即可；
2. 抗干扰性强：EtherCAT系统抗干扰性强，低延时、高响应、高可靠；
3. 压力稳定：通过压力PID控制加上修正算法，将压力在5-10分钟内稳定控制在要求范围内，且机组在加减速过程稳定平滑过渡实现再次稳定，解决了竞品产品控制系统在加减速过程中主机速度忽快忽慢异常波动很难再次实现压力稳定的问题，获得客户极高的认可。
4. 降低客户成本：AX控制器基于Codesys标准化、开放式、组件化的开发平台，指令丰富、功能库集成，良好的支持第三方设备开发，为客户提供最佳的控制开发成本，成本相比某竞品降低了30%成本。
结束语：
AX70控制器EtherCAT总线方案成功在挤出机上已成功应用，根据各种材料工艺要求，通过恒压力的加减速算法控制，将客户核心关注的压力稳定在目标范围±0.2Mpa，达到客户的预期目标，为塑料片材机的高性能生产提供强有力的保障。
03
Goodrive350变频器在直进拉丝机上的应用
直进式拉丝机是拉丝机中较难控制的一种，由于是多台电机同时对金属丝进行拉伸，其作业效率很高。与水箱拉丝机和活套式拉丝机不同，直进拉丝机不允许金属丝在各道模具之间打滑，对电机的同步性及动态响应的快速性都有极高的要求。不锈钢材料特性较脆，在作业过程中比较容易拉断，所以变频器的性能对拉丝的质量起着非常重要的作用。
直进拉丝机工艺要求
易穿线、速度快、不断线；不允许金属丝在各道模具之间打滑；对电机动态响应有较高的要求；整个系统平稳的工作在同步状态下；启动和低速运行时力矩大且稳定；减速停机时电机没有反转。
整体解决方案
为解决传统拉丝机技术中生产效率低、响应速度慢、系统可靠性低等问题，英威腾为直进拉丝机设备厂商提供全自动控制系统及方案；通过PLC来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能，同时满足系统同步性高、大批量生产等要求，能够有效提高直进拉丝机工作效率和品质，降低企业营运成本。
方案优势：
* 系统同步性高、响应性高、适应性强：转速比例统加统减、自动判别寻找新的“基准转股”、重新计算转速比例等。
* 易穿线、易操作、可靠性高：点动、联动、整机运行的加减速时间完全独立，穿线时易穿线；即使有违规操作，系统也会进行自行判断，不会出现断线情况。
* 程序易管理：不同型号的直进式拉丝机可用同一套程序。
* 支持外部温度检测信号输入：支持PT100、KTY84温度检测信号输入。
* 高速通讯：采用Profinet高速通讯，保证线速度在1000米/分以上运行。
英威腾Goodrive350变频器具有低频起动力矩大，0Hz/200%；多种卷径实时精准计算；动态响应快，提供多种断线检测功能；独特双PID响应算法，卷线过程更加平稳，不断丝不松丝；换卷、卷径复位、满卷停机等特色功能，并且支持多种PG卡，采用数字滤波技术，相比传统方案，抗干扰性提升1倍。
装载英威腾Goodrive350的直进拉丝机系统运行过程中各卷筒间张力稳定，动态响应非常快，值得借鉴！无论是低速，中速，还是高速，Goodrive350变频器都非常稳定、可靠地运行在直进式拉丝机系统上。Goodrive350的稳定可靠证明了英威腾产品的质量。
04
替代进口 英威腾IPE300变频器在炉底辊上的应用
国产化提上日程
随着我国冶金行业的不断发展，目前，我国很多冶金技术已经走在世界前列。然而，有业内人士指出，我国要成为世界钢铁强国，冶金装备制造自主创新还需进一步增强，装备的国产化率还需提升。而作为在冶金传动装备中，占比大、应用广，具有举足轻重地位的变频器，其国产化替代也已经提上日程。
炉底辊变频器改造需求
在湖南某钢厂，需要对炉底辊变频器进行改造。其中改造的变频器包含正火炉炉底辊及回火炉炉底辊，其数量达300多台；是该厂宽厚板热处理线重要的驱动设备。其具体要求如下：
1、根据热处理炉加热钢板的时间，钢板的平移速度根据工艺要求提前设定，并且保持每根炉辊转速一致，且每根辊的速度偏差不能太大，否则会在板料上留下由速度偏差引起的辊印。当钢板生产完毕，炉底辊依然保持低速运行，防止炉底辊在热处理炉内局部高温损坏；所以要求变频器具有较快的动态响应及总线控制速度的一致性。
2、由于辊道上传动的最大钢板长度超过5m、厚度超过20mm，惯量较大。对大惯量负载控制性能、以及高速运行下的高转矩、高过载等性能具有较高要求。
3、需正确匹配原有进口变频器硬件接线，正确配置控制端子功能以及DP通讯控制字功能，匹配PLC及上位机控制系统。
英威腾方案
剖析国外变频器参数设置、逻辑功能及梳理端子功能配置后，得出英威腾IPE300变频器端子功能方案如下图所示：
方案优势
英威腾IPE300变频器，可完美替代国外品牌变频器端口接线及总线控制功能，也能与其同时在线兼容运行。除此之外，还具有如下优点：
1. IPE300变频器具有快速停机直流制动功能，可在较短的时间内，提供停机制动电流，使大惯量负载在3s内停车。
2. 闭环矢量控制速度精度高（±0.02%），可以保持多条辊道速度同步。且闭环控制可靠稳定，低频高转矩、高过载输出性能优越。
3. 具有灵活自由编程模块，及通讯扩展功能，可根据国外变频器内部自由功能块正确配置相关功能；无缝匹配上位机GSD文件，DP通讯控制字、状态字响应等；用户不需修改任何PLC内部程序。
现场应用图片
鑫丰是一家专注于工业自动化产品销售和系统集成及嵌入式开发的高新技术公司, 现为英威腾全系列产品山东省的核心经销商，启功软启动器的核心代理商，海川电机的核心经销商，英威腾售后服务金牌联保中心。公司业务范围包括产品和方案的提供、系统集成、嵌入式开发、节能方案实施、电气控制柜设计、系统安装调试、设备维修保养、技术培训等，产品涵盖高低压变频器、伺服控制、PLC控制、UPS电源，软启动器、高效电机等。公司秉承“业精于专，方显卓越；厚植根基，永续发展”的经营理念，为客户提供最优质快捷的服务，鑫丰公司期待与您携手共创工控行业的明天。
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