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一、引言:
在高爐煉鐵生產中,進料系統是設備的重要組成部分,其可靠性直接影響到生產效率及經濟效益。本文對西門子MM440變頻器在該系統改造部分的應用,以及該系統的傳控部分進行討論。


二,原系統概述:
1、原系統機械部分構成
由一臺卷揚機拖動兩臺料車,料車位于軌道斜面上,互為上行、下行,即其中一臺料車載料上行,另一臺為空車下行,運行過程中電機始終處于負載狀態。


2、原系統電氣部分構成
原系統由一臺6極55kW繞線式電機拖動,轉子回路靠切換電阻實現速度調整,通過主令控制器(與電機同軸連接)采集料車的位置,控制電阻的投入切除,同時控制機械抱閘的開閉。


3、原系統存在的問題:
由于該調速方式為轉子串電阻調速,電阻容易燒毀,加上卷揚機鋼絲繩松緊程度不一致,有時出現料車“掛頂”事故,嚴重影響了生產。


三、新系統構成;
 

1、新系統構成框圖:

2、電氣部分改造過程:
在不改變原來工人操作習慣的前提下,增加一臺S7-224的PLC,保留原來電機,將其轉子滑環短接,拆除調速電阻,保留原來主令控制器,在軌道斜面安裝兩個行程開關,作為料車位置的極限保護。


3、新系統工作原理:
操作工發出料車1上行指令,選通變頻器的固定頻率50Hz,變頻器由0Hz開始提速,開啟抱閘,直到全速運行;隨著電機的轉動,主令控制器的K1閉合至PLC,由PLC發出中速指令,選通變頻器的固定頻率20Hz,電機以中速運行;當主令控制器的K2閉合時,選通變頻器的固定頻率6Hz,電機以低速運行;當主令控制器的K3閉合時.說明料車已經達到終點,變器封鎖輸出,同時關閉機械抱閘,料車l送料完畢。料車2重復如上過程。

 

4、速度曲線;(以料車1上行為例)

5、變頻器相關參數設置表
 

參數號 設定值 說明
P0003 3 用戶訪問所有參數
P1300 20 無測速機的矢量控制方式
P0701 1 DIN1選擇正轉
P0702 2 DIN2選擇反轉
P0703 15 DIN3選擇高速
P0704 16 DIN4選擇中速
P0705 17 DIN5選擇低速
P0706 3 DIN6選擇OFF2封鎖輸出(低電平)
P0732 52.C 繼電器2功能(驅動抱閘)
P1215 1 抱閘使能
P1216 0.5秒 抱閘打開延時時間
P1001 50HZ 固定頻率
P1002 20HZ 固定頻率
P1003 6HZ 固定頻率
P1120 10秒 加速時間
P1121 10秒 減速時間
P1130 1秒 加速起始段圓弧時間
P1910 1 自動檢測電機參數

 
6、系統的保護:
在軌道斜面上位于料車終點稍后一點安裝兩個行程開關,作為極限保護點,以防止主令控制器失靈時的最后保護,再次防止料車,“掛頂”事故的發生。對于變頻器自身故障由PLC采集,當故障發生時,立即關閉機械抱閘,以防止料車下滑。

四、過程中遇到的問題
1、變頻器選型:
考慮到冶金系統的設計特點,電機已經加大了余量,而且原系統電機的實際運行電流在85安培左右,故變頻器同級選配55kW。由于該卷揚機拖動兩臺料車,變頻器工作于第一象限.沒有能量回饋,故不必選配制動單元和制動電阻。


2、在空載調試階段:
每次在料車1下行時,變頻器過壓保護經測量輸入端電壓為390V,從理論上分析,此種故障不應該出現,但是過壓保護就是由于電機的再生能量造成,而且故障始終出現在料車1下行時,經過仔細檢查兩臺料車發現,料車2的配重已經丟失,經重新調整兩臺料車的配重之后,變頻器正常。


3、加速曲線的調整:
變頻器從0Hz開始加速,通過斜坡時間至全速,已經實現了對電機的軟啟動,考慮到卷揚機鋼絲繩的伸縮以及減速機的齒隙影響,在加速開始加入圓弧曲線.從而進一步減小對機械部分的沖擊。


4、制動器的配合
當變頻器收到正轉(或反轉)指令后,經過0.5秒延時后,打開抱閘,料車上行,隨著低段速的選通,電機處于爬行狀態,當PLC檢測到終點信號時,發出停車命令,變頻器封鎖輸出執行OFF2停止,同時關閉抱閘。如此控制抱閘既防止變頻器過流保護.又防止料車下滑.

 

五、技術性能及特點:

以上述方案改造的首鋼遷安鋼鐵廠1號、2號高爐送料系統,自2001年7月投入運行以來,至今電氣部分未出一次故障,料車“掛頂”事故也從未發生過,提高了生產效率,降低了設備維護、運行費用。西門子MM440變頻器可靠性高,控制方便,尤其是低頻特性好值得在起重行業推廣應用。

  • 產品名稱: 西門子MM440變頻器在高爐送料系統的應用
  • 上架時間: 2019-08-13

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