烧结皮带上料系统变频改造

1、烧结皮带上料系统变频改造    配料控制是烧结工艺的第1步，它决定着烧结矿的产品性能及技术指标。随着计算机工业应用的普及，各厂普遍采用电子秤和plc控制技术，实现了皮带上料和配料的自动化。皮带配料控制系统的执行机构，传统上采用滑差电机调速控制与皮带电子秤连接，可以接收420ma信号，对控制电机进行大范围的无级调速，手/自动之间是无扰动切换。由于工业现场粉尘大，料粒不稳，料的湿度不匀，当调节范围较小，低速运行时，滑差电机转速波动大，调节效果不好，容易发热，损坏电机。另外，滑差电机价格较高，维修工作量大，更换不方便，无法满足现代企业生产的节奏，逐渐被变频调速

2、电机取代。针对上述问题，山西新临钢烧结厂于2001年1月对配料系统执行机构进行改造，用变频器代替了滑差调速。在改造过程中，出现过不少问题，调速稳定性达不到要求，经过一个月观察、分析，找出原因，问题得到解决。 2  自动配料系统的组成改造后的配料控制系统以单个圆盘组成一个闭环回路，如图1所示。     图1 配料系统单圆盘控制组成 临钢烧结厂配料系统共12个圆盘，这样就有12个如图1的单回路仪表控制系统。多台仪表配料秤与计算机通过rs-485通讯，完成料种料量的分类设定与采集，汇总各种生产数据，统一操作指挥，实现了配料系统的自动化。过去

3、的执行机构如图2所示。具体改造步骤为:将滑差调速控制器更换为变频器;调速电机由滑差电机改为三相异步电机;改进现场操作箱控制原理，实现变频器手/自动切换。我厂选用的变频器是西门子mmv变频器，变频器外部接线如图3。    图2 滑差调速控制 图3中几个接口功能简单说明如下:(5、6、7、16、等接口的功能，可通过对变频器设定参数来定义)5-开机信号     +10v 时有效控制; 6-自动工作信号   +10v 时有效，      +10v 时手动

4、调节有效;7-复位信号    +10v 上升沿时有效; 16-停机信号   +10v 时有效。 3  改造中应注意的问题     (1) 首先应确保变频器工作现场干扰小，这是变频器稳定工作的前提。常见措施有:敷设线缆需屏蔽措施，与强电线路保持一定距离，且不同槽，避免谐波信号和电磁干扰;控制接地措施要好,当厂区电气接地网阻小于4时机壳可接至厂区电器专业接地网，否则独立接地。屏蔽接地应设置单独接地系统。(2) 变频器外围线路要有良好措施，这是变频器稳定工作的保障。具体如下:a) 变频器类型自选，其中

5、可设定参数的接口要与接线图对应。b) 变频器开机及手/自动切换时应有滤波电容。如图3中电容c1、c2大约为0.47f，起交流滤波作用，有效降低了电源系统干扰。我厂改造时，加与不加滤波电容效果明显不同。c) 开机时，r、c回路充放电造成瞬间滞后，可确保变频器复位信号优先于开机信号，使变频器能正常启动和稳定工作。d) 仪表输出的pid信号应调整为420ma，且与变频器隔离，防止010ma时容易出现的零点漂移。e) 现场操作箱中的手/自动开关及继电器选型要可靠，保护措施要好，因现场环境恶劣，粉尘大，温度高，容易造成系统控制瞬间暂停。(3) 适当选择变频器控制方式，这是提高变频器工作效率的关键。我厂选

6、择矢量控制方式。    图3 变频器的外部接线图 变频器一般有四种控制模式可选:线性电压/频率方式、磁通电流控制(fcc)，平方电压/频率关系，矢量控制。变频器能否稳定工作是调试的重点也是难点，我厂选用的变频器是西门子mmv变频器，为得到最好的动态调速性能，将原出厂调试的转差率调速方式改为免测速矢量控制方式。配料秤每秒扫描一次现场传感器送回的称量数据，并且根据这些数据计算出新的控制信号发给调速系统，所以系统始终处于动态工作过程。转差率调速方式虽然能够维持磁通和转矩恒定，但他基本关系是从稳态机械特性推导出来，动态转矩仍未得到控制。原料中存在大块物料是难免的

7、，大块物料的卡阻会形成突加负载，而且落在皮带秤上会引起传感器的信号波动。如果能在负载突加时，迅速将电磁转矩提上来，即可获得较快的恢复时间和较小的动态速降，调速的动态性能归根结底是对电磁转矩的调整。在直流调速系统中，电流、转速双闭环调速系统可在四象限中对动态性能进行精确控制，矢量控制的基本思路是按照同样旋转磁场这一等效原则建立起来的，可以在三相异步电机上模拟直流电机的控制规律，实现闭环调速。实践证明，这种控制方式非常适合烧结厂配料的工艺要求。当选择测速矢量控制方式时，定于电阻测量功能置位，变频器第一次运行时，将自动测定电机的定子电阻，并根据参数表中的电机铭牌数据计算电机常数，从而模拟直流电机的控

8、制规律，与三相异步电机实现闭环调速。经过八个多月的营运试验，该船共完成了 17个航次，运载了2310.653吨液化气,完成周转量626915.605吨公里。营运验证了该船的安全性，操纵性和适航性能，情况良好。经过八个多月的实践验证，无论重载和空载，无论航行在长江和内河，无论洪水和枯水。无论是全速回转，还是在风浪中都显示出该船具有良好的稳性，无任何事故苗头出现。经过八个多月的实践验证，该船的消防系统，安全监测系统，操纵系统状态良好，技术可靠，故障率低，安全运行。在8个多月的营运期中，280M3液化气船大致经历了市场变化的三个时期，从投入营运到春节前，由于液化气销售价格一路下滑，各商家都实施零库存

9、战略，不愿进货，因此，影响船舶的正常运输，春节后，液化气销售价格开始波浪型回升，各商家开始 进货。船舶开始了阶段性运行，四月底后，液化气销售价格趋于平稳，各商家开始采购，船舶进入正常运输状态。因此，该船的总体经济效益也由亏损到持平，最后进入盈利阶段。但从单个航次来核算，航次序营运是盈利的。经实船营运验证，该船舶营运成本为每吨公里0.25元，而目前营运价在每吨公里0.3元。每吨公里利润仅有0.05元，利润率为16.6，投资回收期达6年。由此可见，目前运价偏低，据船东协会液委会自律价格的要求，该类船价格应回归在每吨公里0.4元左右，这样利润率可提到37.5，投资回收期了可缩短在4年之内。五、结束语

10、通过8个多月的营运，也发现该船还存在不足之处，由于280M3液化气专用船当初从安全和简化出发来未考虑自卸系统，后因需要增加，这对该船的电力要求增大，原船设有24KW发电机组一套，电力使用有富余，但自卸系统增加后，所有设备不能同时开启，由于机舱布置受到限制，电力扩容困难，所以在自卸设备选型匹配中没有很好的优化，导致自卸时间较长。由于增加了自卸系统，罐顶工作平台增大，也导致重量重心高度提高使得倾斜试验结果比原设计增加了2.2在八个多月的营运期间，280M3液化气专用船经历了市场变化的几个阶段，为了提高经济效益，建议改变单一运输的经济模式，把水上液化气运输做成一体化，即购、运、销一条龙服务。据市场调研，形成一体化经济效益可实现翻一翻，将大大缩短投资回收期。通过营运试验，也显示出，在三种运输方式中（铁路、公路、水运），水上液化气运输占有较大的优势，首先是运价低，其次是运输安全性能好，第三是运量较大。到目前为止，在赣江内河，只有吉安库投入使用，南昌库已验收，投入试营运，樟树库正在审批之中，随着一批三级库的建成，我省水上液化气运输发展前景看好。280M3液化气专用船的营运实践为我省发展液