目前,世界上轧制无缝钢管最先进的工艺是芯棒限动高品质轧制技术(PQF,Premium Quality Finishing)连轧机。芯棒限动系统是PQF连轧机组的重要组成部分,芯棒限动系统关系到所轧制无缝钢管的壁厚精度、椭圆度、钢管内外表面质量、热工具消耗、成材率和生产效率,芯棒限动系统能够保证PQF连轧机轧制出高品质无缝钢管。该项技术由两辊连轧机组(MPM,Multi-Stand Pipe Mill)扩展到三辊连机组(PQF),芯棒限动系统对于无缝钢管工艺来说,是不可缺少的。芯棒限动系统的位置控制、速度控制和转矩控制关系到整个系统的运行稳定性、快速性和准确性。论文结合包头钢铁(集团)公司Φ159mm无缝钢管生产线介绍工艺流程,依据工艺技术指标,设计芯棒限动系统的硬件部分,包括电动机、传动系统、控制网络、PLC及组态。根据电动机的技术数据,分析电动机过载倍数,同时选取电动机弱磁点;设计芯棒限动系统四象限变频器及选型;根据控制网络、现场操作台、编码器和输入/输出信号设计PLC并配置框架;利用Control Builder M软件进行硬件组态,完成整体硬件设计。分析芯棒限动系统位置控制理论、速度控制理论和转矩平衡理论;绘制转矩平衡原理框图和电气原理图;设计转矩匹配控制器和软件控制框图,并编写程序。论文中详细列出:芯棒限动系统传动参数设置程序、坐标位置控制程序、转矩平衡程序、编码器同步程序和编码器报警程序。后期利用PDA中的ibaAnalyzer软件对现场曲线进行分析,检验硬件设计、理论分析和程序。通过曲线分析,设计的芯棒限动系统能够满足工艺技术指标,达到了预期的要求。