一、問題的提出
原帶鋼水處理系統主要是由1D、2D、3D三臺水泵電機中任意兩臺從吸水井中抽水，通過磁分離器過濾進入1#水井，然后由15D或16D水泵電機從1#井中抽水供精軋機組冷卻用水，17D或18D水泵電機從1#水井中抽水向粗軋機組和卷取區域供水，水對設備冷卻后流入地溝，順地下管路自動流回沉淀池。正常生產時，通過調節V101、V103閥門調節水量，多余的水流入沉淀池中，生產不連續時，通過V102閥門水流回池中。（如圖1所示）1D、2D、3D功率為135kW，15D、16D、17D、18D功率為260kW，起動方式為直接起動，這種大功率電機帶負荷起動，對電網電壓影響非常大，降低電機壽命，所以使電機不能頻繁起動，只有在長時間停軋時才能停電機，致使在短時間內停軋只能使水走旁路，造成資源浪費。因此帶鋼車間水處理系統必須進行改造。
圖1：帶鋼水處理供水系統圖
二、解決方案
1、總體思路
改造后本系統共包括S7-300型PLC一臺，1D、2D、3D、15/16D、17/18D五套變頻調速裝置及每套變頻器配置的制動電阻、制動單元各一套。變頻器1D采用G9-160T3變頻器，2D、3D、15/16D和17/18D采用G9-280T3變頻器，其中1D變頻器配置制動電阻RBC-40KW-4Ω一臺、制動單元QBU-4220一臺，2D、3D、15/16D和17/18D變頻器配置制動電阻RBC-40KW-4Ω兩臺、制動單元QBU-4220兩臺。如圖2所示，該系統全部采用自動、手動與三段速度三種控制方式。
圖2
2、制動電阻和制動單元在系統中的應用
2.1 1D、2D、3D與15/16D、17/18D水泵電機的降速和停機是通過逐漸減小頻率來實現的，在頻率減小的瞬間，電機的同步轉速隨之下降，而由于機械慣性的原因，電機的轉子轉速未變。當同步轉速小于轉子轉速時，轉子電流的相位幾乎改變了180度，電機從電動狀態變為發電狀態；與此同時，電機軸上的轉矩變成了制動轉矩，使電機的轉速迅速下降，電機處于再生制動狀態。電機再生的電能經續流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網，僅靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。因此，對于負載處于發電制動狀態中必須采取能耗制動來處理這部分再生能量。能耗制動采用的方法是在變頻器直流側加放電電阻單元組件，將再生電能消耗在功率電阻上來實現制動。這是一種處理再生能量的最直接的辦法，它是將再生能量通過專門的能耗制動電路消耗在電阻上，轉化為熱能，因此又被稱為“電阻制動”，它包括制動單元和制動電阻二部分。
2.2 制動電阻、制動單元的功用：
（1）保護變頻器不受再生電能的危害
1D、2D、3D與15/16D、17/18D水泵電機在快速停車過程中，由于慣性作用，會產生大量的再生電能，如果不及時消耗掉這部分再生電能，大量的再生電能就會直接作用于變頻器的直流電路部分。輕者，變頻器會報故障，重者，則會損害變頻器。因此，應該使用制動電阻，保護變頻器不受電機再生電能的危害。
（2）保證電電源網絡的平穩運行
制動電阻將1D、2D、3D與15/16D、17/18D水泵電機快速制動過程中的再生電能直接轉化為熱能，這樣再生電能就不會反饋到電源電網絡中，不會造成電網電壓波動，從而起到了保證電源網絡的平穩運行的作用。
三、結論
帶鋼冷卻水閉環控制系統的開發應用提高了軋線供水質量，提高了軋輥冷卻了能力，減小了軋輥消耗；降低工人勞動強度。開發了PLC、變頻器、制動電阻、制動單元、自動配水等自動控制功能，使整個系統簡潔、可靠、易于維護，為帶鋼的穩產、高產打下了堅實的基礎。
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