軋鋼生產企業所使用的位置控制系統，大多都是采用計算機或PLC加定位模塊組合而成，電氣傳動部分多采用不方便調速的交流傳動，對定位精度要求稍高的則采用直流調速系統。隨著變頻器價格下降，許多生產企業通過變頻改造原有直流調速位置系統或者新建位置控制系統。這種自動位置控制系統（簡稱APC）能在指定時刻將被控對象的位置自動地控制到預給定的目標值上使控制后的位置與目標位置之差保持在偏差范圍之內。

本文內容主要針對軋鋼廠運料小車的行程控制系統的變頻改良方案。這是因為在當前的冶金行業中位置控制系統大多數使用的是開環控制且是點動控制，這種控制方法雖然實現起來簡單，成本低廉，但是它具有定位不準確，控制系統可維護性、可擴展性不高，以及安全性低等一些缺點，為了提高生產效率和產品品質，為此，采用了上面提到的位置控制系統設計了其APC生產線。將從系統方案的實現論證我們提出的控制系統，并設計整個控制系統。

二、變頻系統的構成

小車的位置控制系統構成如下所示。它主要由執行機構、PLC位控器、變頻驅動三大部分組成。

小車的位置控制系統組成

項目中的位置控制器可以采用專用芯片控制，參數的調整，顯示都可在面板上直接進行，便于現場調試。也可以通過RS-232由上位機控制。變頻器選則SKI600系列產品，SKI600性能優良，可用在需要精確起/停的場合，可實現精度制動和最小的減速時間。在低頻時也具有高質量的控制性能，運行可靠性高，具有多種功能，故本系統中選擇使用SKI600拖動電動機。

執行機構選用了普通的鼠籠異步電動機，電動機通過減速箱經絲桿帶動小車作往返行走。電機功率5.5kW，轉速為960r/min。位置檢測PG為一增量式光電編碼器，與絲桿同軸聯接，分辨率1000脈字/轉。

位置控制調節原理圖

三、變頻系統的運行原理

1、位置控制環節

電動機的速度一般按梯形圖進行控制，在不同情況下，最合理的速度圖也是不同的，加速度階段，加速逐漸增長，可以避免沖擊 ; 減速階段到最后的速度越來越小，有利于準確停在目標位置上。為了對軋制設備準確地進行位置控制，一般要求：電機轉矩不得超過電機的最大轉矩，定位要快而準，控制過程中不產生超調，系統穩定，綜合以上要求，電機速度須按最佳控制曲線進行調整。

2、位置控制器調節原理

如上述的位置控制調節原理圖所示，為速度預設定時間變量，St為位置預設定時間變量，S=∫Vtdt，Ksp為放大器比例系數，V為輸出速度，Kvu為速度電壓變換器的變換系數，Ua認為輸出電壓。

控制器調節過程如下，控制器根據傳動裝置參數，預先設定的位置和速度值，計算出速度時間特性曲線Vt和St。將速度值Vt 預設定到傳動裝置上進行速度預控制，同時反饋回來的實際值Sf與設定值St進行比較計算，得出偏差，此偏差乘以比例系數Ksp，得到Vk與設定值Vt進行疊加后，得出傳動裝置應具有的速度控制信號V，經過Kvu變換以后，將速度值變換為電壓值，加在執行機構上。

3、位置檢測

位置檢測采用的是增量式光電編碼器，輸出三路信號，其中A、B兩路脈沖相差90°可方便地判別轉向。C脈沖也可叫零脈沖，用于基準定位。

4、SKI600驅動控制

SKI600的端子接線圖如下所示，變頻器的10 和11端子接位置控制輸入信號，速度給定信號通過電位器分壓后將滑動端送入模擬信號輸入端。SKI600的啟動停止，正反轉信號，有邏輯輸入端子控制。此外，SKI600還通過信號燈進行運行與故障指示，通過復位按鈕進行故障復位。如上所示，SKI600參數設置主要包括額定電壓，額定電流，額定功率，額定速度，通信參數，以及頻率限值等參數，具體結合電機參數進行設置即可。從實際運行情況來看，變頻運行，穩定可靠，在軋機位置控制中，性價比很高。

SKI600的端子接線圖

四、結語

軋鋼廠生產線系統通過變頻改造后的，既能完成位置閉環控制，而且也能在實際運行中當距離接近給定值時，幫助電機按預先設定的曲線進行減速停車，解決了原系統中存在的部分弊端。由位置控制器與SKI600系列通用型變頻器構成的軋鋼廠生產線上的位置控制系統，不管是在設計還是安裝調試中都非常便捷，并且簡化了設備操作、高通用性、定位精準、改造成本低廉等諸多優點。能夠廣泛使用在定位精度需求要較低的場合中，已逐漸取代了傳統的直流調速系統。