齐转德：全数字直流调速器在高炉卷扬机的应用

地址 中国青岛市李沧区遵义路 5 号 邮编 266043 电话 86 532 84816761 网址 1 6RA70 全数字直流调速装置 在高炉上料卷杨机上的应用 摘要 本文详细介绍了 6RA70 全数字直流调速器在高炉上料卷杨机上中的 应用 该应用方案中 6RA70 调速器根据 PLC 输出的控制信号的要求和实际的运 行速度 控制输出电枢电压的大小 实现了高炉上料卷杨机加 减速段的平稳 制动和稳定爬行 具有较大的实用和推广价值 关键词 高炉上料卷杨机 直流调速器 引言 在高炉炼铁生产中 上料系统是设备的重要组成部分 其可靠性直接影响 到生产效率及经济效益 本文对全数字直流调速装置在高炉卷杨上应用 对该 系统的传控部分进行讨论 一 高炉卷扬机工作特点 1 能够频繁起动 制动 停车 反向 转速平稳 过渡时间短 2 能按照一定的速度图运行 3 能够广泛地调速 调速范围一般为 0 5 3 5m s 目前料车最大线 速度可达 3 8m s 4 系统可靠工作 在进入曲轨段及离开料坑时不能有冲击 确保终 点位置准确停车 二 料车的运动分析 料车在斜桥上的运动分为起动 加速 稳定运行 减速 倾翻和制动六 地址 中国青岛市李沧区遵义路 5 号 邮编 266043 电话 86 532 84816761 网址 2 个阶段 在整个过程中包括两次加速和两次减速 料车提升一次所需要的 时间与料车的运动速度和加速度有关 其变化曲线如下图所示 料车速度和加速度图 高炉上料卷扬机的负载特点是重载起动 而且起动 制动和调速均相 当频繁 每小时可达 60 次以上 根据卷扬电动机的工作述特性要求 6RA70 全数字调速器可以满足高炉上料卷扬工艺过程对传动系统的要求 6RA70 全数字直流调速器是德国西门子公司开发的产品 控制原理先进 工作性能可靠 控制精度高 抗干扰能力强 三 6RA70 全数字直流调速器应用 6RA70 直流调速器是一个双环控制系统 即采用了速度外环 电流内 环 其应用的标准程序功能模块完成以下作用 传动逻辑 主要控制 6RA70 的起动和停止 控制装置的主接触器 励磁接触器 风机接触器 主给定选择 处理速度信号 系统的起动 停止 低速 中速 高速 均 地址 中国青岛市李沧区遵义路 5 号 邮编 266043 电话 86 532 84816761 网址 3 由 PLC 用开关量给出 1 开关量输入端 输出端 34 端 44 端 210 端 为直流 DC24V 电源 35 端 45 端 215 端 216 端 217 端 为数字地 M 37 端为电源的合闸 分闸控制端 高电平信号时合闸 低电平信号时分闸 38 端为运行使能控制端 高电平信号时 调节器使能 低电平信号时调节器禁止 可设置开关量输入端 36 39 40 41 42 43 端分 别为可设置开关量输入端 1 2 3 4 5 6 的输入端 可设置开关量输出端 46 端与 47 端 48 端与 54 端 50 端与 51 端 52 端与 53 端分别为可设置开关量输出端 1 2 3 4 的输出端 开关量输出端 109 端与 110 端为控制主回路进线接触 器用继电器的常开触点 安全停车 E Stop 控制端 106 端 105 端 107 端 108 端是安全停车控制端 2 料车运行控制 料车的起动 停止 低速 中速 高速 均由 PLC 用开关量给出由 PLC 向调速系统发出指令进行控制 6RA70 系统控制柜提供和接受的信号 提供的信号 准备就绪 抱闸控制 运行信号 故障报警 接受的信号 使能 起停 正传 反转 减速一 减速二 停车 急停 地址 中国青岛市李沧区遵义路 5 号 邮编 266043 电话 86 532 84816761 网址 4 参数 P430 固定给定值接入的源 控制固定给定值接入的开关量连接器 的选择 1 状态 固定给定值接入 P430 1 20 即 B20 对应端子 41 的状态 PLC 程序中对应是减一 P430 2 22 即 B22 对应端子 42 的状态 PLC 程序中对应是减二 P430 3 12 即 B12 对应端子 37 的状态 PLC 程序中对应是起停 P431 固定给定值的源 作为固定给定连接器的选择 K P431 1 401 即 K401 对应 P430 1 端子 41 的 状态 高速走车 P431 2 402 即 K402 对应 P430 2 端子 42 的 状态 中速走车 P431 3 403 即 K403 对应 P430 3 端子 37 的 状态 低速走车 P401 高速值百分比 U175 限幅器 1 的输入信号和限幅的源 输出 K09167 限幅器 1 输出 U175 002 其内值 9165 即 K9165 表示固定值 1 K0401 而 P0401 K0401 设定速度正限幅 1 P402 中速值百分比 U177 限幅器 2 的输入信号和限幅的源 输出 K09170 限幅器 2 输出 U177 002 其内值 9168 即 K9168 表示固定值 1 K0402 而 P0402 K0402 设定速度正限幅 2 P403 低速值百分比 U179 限幅器 3 的输入信号和限幅的源 输出 K09173 限幅器 3 输出 U179 002 其内值 9171 即 K9171 表示固定值 3 K0403 而 P0403 K0403 设定速度正限幅 3 地址 中国青岛市李沧区遵义路 5 号 邮编 266043 电话 86 532 84816761 网址 5 3 故障诊断查询及参数调整由编程器完成 参数设置是 6RA70 应用的 重要一环 6RA70 的参数分成了 48 个参数组 每个参数组包含若干个参数 每组的参数属于控制程序的某一功能部分 6RA70 定义了 每个参数的名称 参数号 数据类型 换算系数 最大值 最小值 单位 缺省值等 参数 设置包括 设备参数设置 如电源电压 工作象限 电机额定参数等 应 用参数的设置 如加减速的斜率 加速时间 开闸电流等 系统保护参数 的设置 如速度保护值 电流限幅值 过电流过电压值等 应用参数和保 护参数的值需要在试车过程中精调 使系统运行的参数 与设定的参数一 致或接近 4 抱闸控制程序 料车在开始起动 抱闸打开时 应先具备一定的电动力矩 防止已装 料的料车向下坠落 即系统建立一定的电流 开闸电流 形成一定的转矩 后 才能打开抱闸 在 PLC 发出料车起动的信号后 系统信号为 ON 停车时为 OFF 封锁控制部分 这时速度给定通过速度给出恒定 的电流给定值 此时给定积分器不起作用 迅速建立开闸电流 当检测到 电流升到一定程度时 抱闸打开 给定积分器投入 料车迅速加速到给定 的速度 电机的电流速度环和电流的作用下稳定在与负载相平衡的值上 停车时方向关闭 抱闸动作 系统进行能耗制动 P087 抱闸释放时间 10 00 0 01 S 负值表示在时间内电机抵抗闭合 的抱闸保持旋转 如对于位能负载 憋力矩 P088 抱闸闭合时间 提供一个转矩 给停机抱闸闭合提供足够的时间 5 磁场电流的控制 地址 中国青岛市李沧区遵义路 5 号 邮编 266043 电话 86 532 84816761 网址 6 停车时 磁场电流不能为零 避免再次起动时 磁场建立较慢 影响 系统的响应速度 但如果磁场电流总是处在额定电流状态 满磁状态 会造成电机发热 还会浪费能源 因此在停车后延