西门子G120XA变频器6SL3220-1YD34-0UB0为30kW 380 V -20%转440V+10%三相交流无滤波，每5分钟110% 50s无HMI设备6DI、4DO、2AI、2AO、1Mot_t终开关设备HxWxD:472x200x472。
1导言
卷取是热轧带钢的最后一道工序。为了保证卷取质量，控制系统必须具有较强的过载能力、较高的控制精度和较快的动态响应，并能随时响应主速度的变化(轧制速度跟随)，以保证卷取过程中始终能保持张力。这个问题在唐山不锈钢公司2008年4月投产的1580热轧中宽带生产线上得到了完美的解决。
2卷绕系统的组成
如图1所示，唐山不锈钢公司1580mm中宽带热轧生产线配有两台地下卷取机，轮流卷取，生产节奏较快。同时允许单台卷取机离线检修，以保证全线不间断生产。轧线自动控制系统采用先进的高性能西门子TDC控制器，传动装置均采用西门子6SE70系列交TDC交变频器，控制器与传动装置采用DP通讯。
最后一台轧机电机功率7000KW，辊道电机功率9.2KW，上下夹送辊电机功率350KW，辅助辊电机功率75KW，卷筒电机功率1000KW。但卷筒电机的设计允许三次过载60秒(缠绕完成后，要求快速停车卸载CUVC)，所以芯轴的传动由三个1000KW的功率器件(一主两从)和两个从动件并联驱动。
3卷取系统的主要控制模型
为了获得良好的卷取形状和卷取质量，卷取系统必须保证稳定的张力控制，包括卷取与轧机之间的张力平衡、卷取系统内部的张力平衡以及卷取直径的实时计算。
3.1系统张力分析
在一个完整的卷绕过程中，系统张力有一个明显的分水点，即最后一个轧机甩钢。参考下图2，以滚动方向为参考正方向。轧机甩钢前，夹送辊扭矩M1+芯棒扭矩M2≥轧机扭矩M0。此时我们认为轧机扭矩M0为负:旋转方向与轧制方向相同，但作用在钢带上的力的方向与轧制方向相反，轧机正向制动；夹送辊和心轴向前拖动，M1和M2为正值。轧钢机扔出钢材后，M0就消失了。此时为了稳定卷筒的张力，夹送辊和芯棒平衡张力，M2≥M1，M1为负，夹送辊转向前进制动。PDA实时曲线也可以证明这一点，
如图3所示。x点是轧机抛钢的临界点。
在X点之前，夹送辊的速度和扭矩没有变化。主轴扭矩在加速过程中有所上升，但咬钢稳定速度后回落到低值。X点后，即轧机投钢后，卷筒张力迅速上升到15KNm左右，夹送辊啮合扭矩约为-8KNm(如图，下夹送辊为-2.5KNm，上夹送辊为-5.5KNm)。
图3还反映了张力控制中一个极其重要的因素:扭矩限制和速度上限。在C1芯棒速度曲线中，在X点之前，电机速度很好地跟随设定速度，而在X点之后，实际速度与给定速度的偏差非常明显，但这不是故障，而是限幅的应用。在X点之前，由于轧机仍然咬钢，为了保证张力，实现速度平衡，以轧机主机的实际速度信号作为恒张力变频器的速度上限，TDC放松转矩限制。x之后就不存在与轧机速度匹配的问题了，于是把力矩限制器放回去，让芯棒和夹送辊之间的力平衡按照设定的曲线输出。可以看出夹送辊和心轴在X点后有一个减速过程， 使得卷筒带钢的表面张力仍能达到平衡。
3.2张力控制的计算
在这种绕线系统中，电机的输出转矩是由装置中霍尔电流互感器测得的电流计算出来的，速度实际上是由电机编码器反馈的。
为了保持带钢表面张力稳定，调节电机转速。首先由带钢线速度和卷筒卷绕直径实时计算出同步匹配频率指令，即:
F=(V×p×i)/(π×D)
其中包括:
f？变频器同步匹配频率指令；
v？材料的线速度；
p？电机极对(变频器根据电机参数自动获得)；
我？机械传动比；
d？卷筒的卷绕直径。
然后张力检测装置反馈的张力信号与张力设定值形成PID闭环，调节变频器的频率指令。
在这种控制模式下，要求变频器的PID调节性能非常高，同步匹配频率指令要准确，系统才能稳定运行，否则系统会振荡。TDC控制器完全能够胜任模型计算的任务，并且经过近一年的设备运行，西门子6SE70系列变频器在稳定的PID调节运行方面也有足够的优势。
3.3线圈直径的计算
忽略机械传动比等其他因素，通过图5，我们可以得到计算的卷径与带钢表面稳定张力的精确关系:
带钢上的力矩T=芯棒张力F×卷绕直径/2(力臂)
在卷取过程中，钢卷的卷径是不断增大的，也就是说，张力控制必须很好地跟随卷径的变化，才能获得稳定的张力控制，由此可见卷径的计算非常重要。上止点模型计算公式如下:
D=(I×V)/(π×n)
其中包括:
d？要求的缠绕直径；
我？机械传动比；
n？电机速度；
v？线速度。
当系统运行速度较低时，带钢的线速度和变频器的输出频率较低，小的检测误差会造成卷径计算的大误差，所以要设定一个线速度，当物料的线速度低于这个值时，卷径的计算会停止，卷径的当前值保持不变。
4结论
唐山不锈钢公司1580mm热轧生产线卷取系统自2008年4月投产以来，运行稳定，完全满足生产要求，未发生拉套、断套等事故，充分体现了西门子TDC和6SE70变频器高性能、低维护的特点，也是控制器与功率单元良好配合的成功范例。