VOITH阀控式液力偶合器电控系统介绍(doc 8页).doc

VOITH阀控式液力偶合器电控系统要求设备选型原则：1、 主机选用市面上常见的通用型PLC，如AB、SIEMENS等；其它辅助元件优先选用进口件；各种I/O点数应有适当预留，以备系统将来扩充。2、 程序编制：必须严格按照VOITH公司提供的逻辑控制框图进行程序编制。3、 整个PLC系统必须符合国家规定的煤矿井下防爆要求，施工方需有相应的施工资质。4、 施工方需提供现场调试服务。5、 供货期：2个月VOITH控制逻辑说明注意1 562DTPPWL2E设备和I/O列表1.1 由VOITH提供的设备1.1.1 阀块主体(mainfold)型号STB3/700（D1）1.1.1.1 充液阀，两位两通（2/2way）（常闭，失电时闭合）ATEX（无源节点）直流12VDC供电，电源和隔离栅非VOITH供货（最大150mA）1.1.1.2 排液阀，两位三通（3/2way）（失电状态排液）12VDC供电，无源节点，本安电源和隔离栅非VOITH供货(最大150mA)1.1.1.3 充液阀确认返回节点“RMK”，带有常开和常闭返回节点，建议使用常开节点，节点打开表示阀在失电状态（非充液状态）1.1.1.4 排液阀确认返回节点“RMK”，带有常开和常闭返回节点，建议使用常开节点，节点打开表示阀在失电状态（排液液状态）1.1.1.5 100%液位满压力开关（SPDT节点(开关量)，当水位达到100%充满时动作）1.1.1.5.1 (开关量)2 预启动和启动闭锁2.1 检查运输机的启动条件，如张力等，启动2.2 检查耦合器的供水压力，如果供水压力小于4Bar，停止启动，显示“启动时供水压力小于4Bar”2.3 在电机启动期间，充液阀和排液阀都失电，即保持排液状态，3 启动电机&保持排液状态3.1 所有的闭锁，预警，报警，都正常后，首先启动尾电机，尾电机启动2-3秒后启动头电机3.2 最后一个电机启动两秒后记录每一个电机电流，3.3 保持充液和排液阀失电状态，这种状态保持到电机电流下降到空载电流（指示耦合器在排空状态）3.4 如果20秒后电机还没达到空载电流，停车，显示“电机启动时电流高”3.5 所有电机电流达到空载电流后，进入下一个“加速段”3.6 推荐设置的空载电流应稍高于实际的空载电流，以适应电压下降时的电机电流的增加，可以设置高于5%，且通过软件可调4 AFC启动&初始充液段4.1 注意：在DTPKWL2E耦合器内部集成一个流量控制阀，这个设备使用内部提供4.2 所有驱动的充液阀得电2秒后，检查供水压力，程序使用一个最大的循环时间来保持充液阀充液状态来保证不过充，用下面的方法选择充液时间（充液时间应用软件可调节）4.2.1 供水压力在416Bar时，充液时间为15秒（最大可调整到25秒）4.2.2 供水压力14Bar时，充液时间为30秒（最大可调整到50秒）4.2.3 供水压力小于1Bar时，停车并显示“充水压力低”4.2.4 供水压力大于16Bar时，充液时间为15秒（最大可调整到50秒）报警显示“充水压力高”4.2.5 供水压力大于20Bar时，停车并显示“充水压力太高”4.3 当接到AFC启动的指令时，尾电机的充液阀，排液阀同时得电，不再改变充液循环时间，在AFC启动期间，不进行超温换水循环，不考虑RTD的温度指示。在最坏的情况下，例如堵转，水温可能达到100度并变成蒸汽，4.4 当尾电机电流达到满载电流（可参数调节）的50%，或者速度达到10%额定速度（在AFC启动加速前，空载起动时尾电机的电流可能达不到50%的额定电流）。开始给头电机充液（排液阀，冲液阀同时得电）并开始头电机的充液循环时间。注意：如果尾电机的充液循环时间超时且尾电机的功率没达到额定功率的50%，停车且显示：“尾电机启车功率低”。4.5 当每个（耦合器充满）或充液循环时间超时，对应的耦合器的充液阀失电。当两个耦合器的100%液位满信号都出现后，控制系统作以下评估4.5.1 如果AFC的速度大于，转到“正常运行段”4.5.2 如果速度小于额定速度的90%，停车并显示“充液循环结束速度低”4.6 一旦两个充液循环都超时，有一个或两个100%满液位开关没到位，做以下评估4.6.1 如果AFC的速度大于90%，两个电机的电流小于120%*满载电流（FLA），我们就假定AFC启动成功，指示100%液位满开关坏，停电机且显示“在X驱动可能100%液位满开关坏”（改为：如果AFC的速度大于90%，两个电机的电流差小于等于20%，我们就假定电机的功率是平衡的且AFC启动成功，指示100%液位满开关坏，停电机且显示“在X驱动可能100%液位满开关坏”如果AFC的速度大于90%，两个电机的电流差大于20%，则电机的功率是不平衡的：4.6.1.1 如果头电机电流大于尾电机电流转到4.84.6.1.2 如果尾电机电流大于头电机电流停车且显示“在X驱动可能100%液位满开关坏”4.7 如果速度小于90%，指示耦合器充液不合适，可能存在以下问题：供水问题，充液或排液阀有问题，停车并显示：“在X驱动AFC充液循环结束后速度低+没有100%液位满信号”4.8 在加速段需要检测电机的功率，如果尾电机的功率小于头电机的功率，那么头电机的充液阀失电2秒，得电2秒直到AFC的速度达到额定值得90%，并且报警显示：“启动时尾电机功率低”。5 正常运行段（充液液位检查）（Normal Run Phase & Fill Level Check）5.1 Voith562 DTPKWL2E耦合器设计为当液位保持100%充满时提供自然提供负载平衡（功率平衡）5.2 在AFC启动时产生大量的热，使水温超过最大设计运行温度55度，尽管在带载启动的情况下水温会临时超过这个温度（55度），在正常满速方式下，耦合器必须被控制在低于这个温度（55）下运行，这个过程通过“超温换水”来完成。5.3 为了适当进行充液控制，耦合器将每300秒进行一次充液检查过程，检查的开始，首先储存电机的功率，排液阀打开（时间最大不超过10秒）或100液位满信号断开0.5秒5.4 如果10秒的排液时间超时且100液位满信号还是闭合，排液阀得电同时比较当前得和存储得电机电流5.4.1 如果当前的电流大于或等于存储的电流的90，再进行一次10秒的排液循环，重新存储电机的功率，第二个10秒排液循环结束后，再一次比较存储的和当前的电流，如果当前的电流还大于或等于存储的电流的90，停运输机并显示：“排液故障运行段”5.4.2 如果当前的电流小于存储的电流的90，停运输机并显示：“在X驱动可能100液位满开关故障”5.5 当100液位满信号丢失0.5秒后，排液阀、充液阀同时得电，充液直到100液位满信号重新出现或由下面的充液时间控制：5.5.1 当充液阀打开时的供水压力为416Bar时，最大充液时间（充液阀打开时间）为12秒5.5.2 当充液阀打开是的供水压力小于4Bar时，最大充液时间（充液阀打开时间）为18秒一旦此充液时间到，100液满信号没出现，停运输机，且显示：“在X驱动可能100液位满开关故障”5.6 另外建议不允许两个以上的驱动同时换水6 Purge cooingl control phase（温控换水段）用下面的换水（注水）循环代替闭环冷却高温水，当供水水压保持在4-16Bar时，耦合器的注水速度为240LPM（升/每秒）稍高于排水速度180LPM，所以在整个超温换水过程中排液阀应一直处于失电（打开）状态（适当的），充液阀要根据100%液位满开关来进行控制（打开-得电/关闭-失电）6.1 在AFC启动完成后，要对耦合器里的水温进行连续监视6.2 注意，在重载启动时，水温可能会上升到5590度，当水温超过80度时，对应的驱动装置不允许运行。但在每次启动后直到第一次超温换水结束前要忽略这个故障。在启动完成且第一次换水完成后，如果水温超过80度，则要停止运输机且显示“水温超过80度故障”（避免启动过程中的超温“大于80度”停车）6.3 如果水温超过55度，且没有其他驱动器在超温换水段或水位检查段（在正常运行段中），开始超温换水段，在超温换水开始时记录水温值。6.4 注意：两个驱动不能同时进行超温换水，一个驱动进行超温换水，另一个必须等待直到这个驱动超温换水结束。如果两个都要求超温换水，则进行温度高的那一个6.5 当水温超过55度进行超温换水时，启动计时器T2，计时时间根据充液阀打开时的供水压力来选择，下面是推荐的计时时间：6.5.1 供水压力在416Bar时选择15秒6.5.2 供水压力小于4Bar时选择30秒，同时显示“水压低于4Bar报警”6.5.3 当水压小于1Bar时停运输机显示“在X驱动超温换水段供水压力太低停车”6.6 当超温换水开始时，排液阀必须打开，并且在整个超温换水（T2）过程中一直要打开，在超温换水结束前，只有下面的条件可以闭合（得电）排液阀。6.6.1 电机功率低于没进行超温换水的驱动的电机的功率的80%，停止排液。排液阀得电且检查100%液位满开关：如果100%液位满开关打开，打开充液阀充液直到100%液位满开关重新闭合，再充液0.5秒。如果液位满开关一直保持闭合（功率低于其他驱动的80%）停运输机并显示-“在X驱动液位满开关可能坏”（当电机功率低于没进行超温换水的驱动的电机的功率的80%时，排液阀得电，当100液位满时再重新进入排液状态，排液失电。充液阀的控制只根据100液位满开关进行，和电机的功率没关系）6.6.2 水温小于45度，超温换水完成并返回到正常运行段6.7 重新充液，100%液位满开关消失后冲液阀必须打开后保持2秒（这个时间参数可调15秒）。（避免充液阀频繁动）当充液阀得电的同时，启动T3计时器，T3计时器为由100%液位满开关信号消失，而进行充液的最大时间（值在6.10来确定）。6.8 正常情况下，当排液阀打开状态下，充液阀的开/停由100%液位满开关控制（液位满开关闭合后，继续充液0.5秒）。当水温小于45度或T2计时器超时-超温换水循环结束。6.9 注意：如果100%液位满开关坏，T3计时器将保护耦合器溢出，如果T3超时，100%液位满开关还没有闭合，停运输机显示：“在X驱动液位满开关可能坏”6.10 T3时间根据充液阀打开后的供水压力由软件选择：下面是推荐值6.10.1 供水压力416Bar，T3=3秒6.10.2 供水压力14Bar，T3=5秒6.10.3 供水压力小于1Bar时，停运输机，并且显示：“在X驱动超温换水段供水压力太低停车”6.11 当T2超时时，停止排液和充液，并且检查水温，如果水温大于45度，采取如下措施6.11.1 比较当前的和存储的水温6.11.1.1 如果当前的水温小于存储的水温转到6.11.26.11.1.2 如果水温小于80度，显示报警信息：“在X驱动，弱的降温功能”6.11.1.3 如果水温超80度，停运输机并显示：“水温大于80度”6.11.2 如果其他驱动器需要降温，进行其他驱动器的“超温换水循环”6.11.3 如果其他驱动器不需要“超温换水循环”，此驱动器在进行一次“超温换水循环”7 其它连续监测控制的值7.1 充液和排液阀包含一套确认阀状态的节点，充液，排液阀都是由先导控制的阀，“RMK”节点仅仅确认先导线圈（spool）状态的改变（在阀手册中叫电枢-armature），不提供确认主阀体成功移动的到位功能，如果主阀体损坏或脏了（污染contamination）就失去了阀的功能。这些节点必须被用作阀的功能的检测，如果阀得电或失电1秒后，阀节点状态还没改变则认为阀出了故障（注意阀线圈需要600毫秒的充放电时间）。尽管RMK开关都有常开和常闭两个节点，但VOITH推荐至少按照下面的原则使用节点7.1.1 2/2位充液阀返回节点，“RMK”：使用常开节点（当阀上电充液时闭合）。7.1.2 3/2位排液阀返回节点，“RMK”：使用常开节点（当阀上电不排液状态时闭合）。7.1.3 100%液位满开关：这个开关有一套“SPDT”节点，推荐常开和常闭两个节点都检测以验证节点的完整性（integrity）。（注意100%液位满开关应有0.5秒的去抖时间）。7.1.4 耦合器满7.1.4.1 Break contactopens(耦合器100%充满，设置的压力点有效)7.1.4.2 Make contactcloses（耦合器100%充满，设置的压力点有效)）。7.1.5 耦合器未满7.1.5.1 Break contactcloses（耦合器没100%充满，压力小于设定点）。7.1.5.2 Make contactopens（耦合器没100%充满，压力小于设定点）。7.1.6 电机电流的功率平衡：当运输机达到满速后必须连续检测电机电流，在DTPKWL2E正常操作方式和合适的供水流量和压力情况下，耦合器本身可以提供自然的负载分配控制（通过机械方面的特性），正常情况下可以控制在正负5%范围内，但在超温换水状态下功率差值可能会差的多些。如果电机功率相差很多（deviate significantly）时，发出一个报警信息，推荐两个驱动的功率相差达到满负载值的30%时产生一个报警信息“功率不平衡超30%”。在超温换水时，如果功率相差超20%控制系统要进行干预（intervence）。8 推荐的控制显示信息8.1 为了更好的检测和控制VOITH耦合器，推荐在“VOITH耦合器控制屏”8.1.1 电机平均功率，最少得有数字显示，柱状图显示可选（可以单独显示一屏）8.1.2 耦合器内的水温8.1.3 耦合器输出轴的速度8.1.4 耦合器100%液位满信号（开/关状态）8.1.5 PLC输入的控制状态8.1.5.1 准备/空闲（idle）段（电机启动则优先）8.1.5.2 离合器分离（De-clutched）段（电机运行，耦合器等待充液指令）8.1.