重卷分卷工艺是现代冷轧带钢生产中的一个重要组成部分，它将钢卷由开卷机展开后，剪切除掉带钢头尾不符合要求的部分，带头送至焊机与上一卷带尾进行焊接，通过两弯两矫矫直机改善板型，经圆盘剪进行切边，最后到达带钢检查站进行表面检查。随后带钢送到静电涂油机进行涂油处理，然后送卷取机进行卷取。该工艺对传动部分要求应保持恒定的线速度、并实现对张力的高精度控制；
EC550高性能矢量型变频器是由中冶南方（武汉）自动化有限公司开发的新一代全数字调速装置，内置可自由编程的功能模块，在进行编程输入后，可实现机组速度匹配、卷径计算、张力给定计算、加减速补偿等复杂的运算功能，在EC550和上级PLC 实现必要的逻辑信号交换，达到其工艺设计要求
本系统采用EC550高性能矢量型变频器，构成开卷机、转向辊、卷取机，构建重卷分卷机组基本的传动系统，结合S7 400 CPU及高速计数器，实现主令MRG、LCO、张力控制、卷径计算等工艺功能，并通过WIN CC画面模拟机组运行过程。
1系统介绍
自动化系统硬件配置图
2、工艺功能实现
2.1传动系统分合闸
功能意义：
通过HMI对重卷分卷机组主传动系统进行远程分合闸，变频器应能准确稳定的分合闸及输出相应的开关量信号。
该工艺要求需实现变频器单独分合闸，也可以成组分合闸。分合闸命令由控制字1 bit0实现。HMI截图如下所示：
图：EC550在分合闸中的HMI截图如
结论：经过长期反复的实验，无论是单独分合闸，还是对机组所有变频器同时分合闸，EC550都表现出稳定可靠优异性能。
2.2点动
功能意义：
点动在生产维护过程中有重要意义，分为单机点动和成组点动，在设备维护检修、手动穿带及生产故障时处理紧急事件有重要的作用。
实验过程：
点动功能分为单机点动和成组点动，可以正向点动，也可以反向点动，通过控制1向变频器下发点动命令
EC550HMI截图如下图所示：
实验效果：
经过长期反复的实验，单机点动及成组点动，正向点动，反向点动，均能通过HMI操作，并且EC550运行正常。
2.3卷径计算
功能意义：
卷径计算是带材生产线中最重要的工艺功能之一，对传动系统稳态性能及动态性能有较高的要求，本测试模拟EC550在开卷机及卷取机中的应用。
工艺描述及对变频器的要求
卷径计算之前，由来料钢卷数据确定初始卷径及带钢厚度，卷径计算开始后，卷筒每转一圈，则卷径在初始卷径基础上按照带钢平均厚度递增（开卷机为递减），这种方式计算出的卷径定义为。不受转向辊打滑及钢卷偏心的影响，是后续精确计算卷径的基础。但是不能直接作为最终的实际卷径，因为它与实际值有较大的偏差。
为了对进行修正，通常采用以下方法：通过带钢线速度及卷取机转速的比例关系进行计算，卷取机转速可以通过电机编码器得到，带钢线速度可以通过转向辊的转速进行折算，卷取机及转向辊速度信号均通过高速计数模块FM450采集得到。所得到的卷径值称为测量卷径。测量卷径值容易受到外界因素的干扰，比如转向辊打滑或钢卷偏心等。为了消除误差，需要对测量卷径进行一致性校验，为此，计算出了每一个测量周期的测量卷径偏差值及其方差。当方差值在合理范围内时，认为卷径测量值有效，可以用于对实际卷径进行修正。当卷径修正有效时，使最终的实际卷径逼近测量卷径。
在卷径计算过程中，开卷机卷径逐渐变小，卷取机卷径逐渐增大，如下图所示：
在保持机组线速度不变的情况下，开卷机转速逐渐升高，卷取机转速逐渐下降，如下图所示：
经过长期模拟跑带实验，EC550运行稳定，卷径计算均稳定可靠，电机转矩输出平稳，转速随着卷径的增大和减小平稳变化，
2.4惯量补偿
功能意义：
惯量补偿在开卷机、卷取机控制中，对于提高系统的动态性能，提升加减速过程中卷取质量有重要的作用。
实验过程：
使卷取机工作在速度闭环模式，将电机转矩输出限幅在某一值(Nm)，将速度斜坡设的尽量小，先使电机以低速（r/s）运转（比如），然后使电机加速到（比如），在速度稳定后，再减速到，则可得到加速时间、减速时间。
此时变频器应具备：
测试曲线如下图所示：
结论：经过多次加减速对惯量因子进行实测，EC550运行稳定，曲线正常。
2.5摩擦补偿
功能意义：
摩擦补偿在开卷机、卷取机控制中，对于张力控制精度有重要的作用，本功能可以测试变频器实现摩擦补偿功能的运行情况。
由于摩擦补偿转矩，摩擦转矩与电机实际转速基本呈正比关系，因此，可以通过插值的方法得到全速度范围的摩擦转矩，在速度范围为-90%——90%内，均匀取点，得到对应的转矩值，将所得到的转矩值写入转矩补偿DB块。
实验效果：
采用EC550变频器在不同转速下转矩的实际输出值，经过多次实验，变频器运行稳定，输出转矩实际值也比较稳定，并跟随转速成比例变化。
2.6穿带甩尾模式
功能意义：
有关设备段的传动是以正常的速率加速（减速）直到达到穿带入/出速度(如：30m/min)，将带头带尾定位到指定位置，它可由停机，快停和事故停机等进行干预。
穿带时，开卷机和卷取机卷筒涨缩径，产生卷筒占位和空位信号。开卷机空位时，发出虚拟钢卷数据请求，通过钢卷数据界面将虚拟钢卷下发到开卷机，并触发钢卷卷径计算模块。电机向前点动，虚拟带钢带头向前以30m/min移动，带钢在卷取机上卷6圈，完成穿带过程。
甩尾分为两种模式，即分卷甩尾和末卷甩尾。分卷甩尾时，分切剪剪断带钢，带尾定位启动，将带尾定位至卷取机九点钟位置。末卷甩尾启动时，切头剪切断带尾，入口段和中间段速度去耦合，带尾定位模式启动，中间段和出口段速度段以30m/min前进，出口剪光栅透光时，出口段和中间段速度去耦合，将带尾定位至卷取机九点钟位置。
经过多次实验，变频器和PLC程序运行稳定。数据管理界面如下图所示：
2.7带头带尾定位
功能意义：
带头定位时，跟踪带头位置确定辊子抬起压下的合理步骤，以及带钢在卷取机上的卷曲长度，判断自动建张条件。
带尾定位时，采用剩余带钢长度和开卷机上钢卷剩余圈数来达到机组停机的最佳时间。
穿带启动定位模式，穿带时带头以30m/min速度前进，依次定位到1#夹送辊、卷取机，模拟处理线光栅遮光透光，速度段耦合或者解除耦合，完成带头带尾定位。
带尾定位模式自动启动，当开卷机上带尾剩余60m时，机组速度降至90m/min，剩余30m时，机组速度降至60m/min，剩余20m时，机组速度降至30m/min，剩余0m时，机组速度降为零，下一步将执行甩尾模式。
结论:经过多次实验，变频器和PLC程序运行稳定。
2.8机组加减速运行
功能意义：
机组爬行、加减速运行、保持模式是机组线协调控制（LCO）的主要控制功能，它使所有过程和带钢运动保持协调。
RUN（运行）：
相关设备段是按正常起动斜率加速到运行速度（如200m/min），这都是由计算机（工艺段）或其他定位控制（入、出口段）进行预设定。它可由停机，恒速，穿带入/出，快停和事故停机等进行干预。
STOP（停机）：
所有设备段传动按正常减速度减速。STOP操作方式可由运行，恒速，穿入/出，快停和事故停机等进行干预。
CONSTANT（恒速）
该操作方式可干预RUN和STOP方式。设备段的当前达到的速度被保持，即：保持在当前运行速度。机组速度可自动的在该方式中减速，如：开卷机上余下来的带钢长度达到了带钢尾端。
当开卷机在开卷并上面还有钢卷的时候，应计算剩余钢卷长度用于入口段开始自动减速。剩余带钢的长度是根据入口速度、加/减速度、废料的长度等来计算的，自动开始减速时开卷机上所剩带钢的长度应该与所需要保留的带钢长度相等。
操作界面如下图所示：
结论：EC550变频器在不同转速下的实际输出值，经过多次实验，变频器运行稳定，输出转速实际值也比较稳定。
2.9急停模拟
功能意义：
事故紧急停车是一种安全操作，用于危险情况或作为设备故障下的安全措施。事故紧急停车(E-stop)按钮安装在机组每个区域。可按设备段单独激活事故紧急停机按钮。
如发生火灾，危及生命安全，或出现传动故障，事故停机后，有关区域的电源电压切断。只有当电气人员重新接通电源并完成要求的确认程序后才可以重新起动。这是一种安全操作方式，它可切断设备的电源。还可与主线进线馈电断开。
实验过程：
在HMI模拟急停按钮，按下急停按钮之后，机组以设定减速度停止，按钮复位和HMI确认之后机组才能继续运行。
实验效果：
进过反复实验之后，变频器运行稳定。
2.10采用EC550，开卷机速度、转矩曲线图
2.11转向辊速度、转矩曲线图
2.12卷取机速度、转矩曲线图
