1336PLUSⅡ变频调速在选矿生产过程中的应用

1、.：.；1336PLUS变频调速在选矿消费过程中的运用本站来源：转载发布时间：2007-8-24 17:01:41发布人：gaoqiangguo减小字体 增大字体 1 引言变频调速在过程控制中具有广泛的运用前景。由于变频调速的调速范围宽、动态呼应快、并且具有较高的控制精度，故在消费过程闭环控制中，曾经被普遍采用。尤其是以往控制回路中采用调理元件如调理阀作为执行机构时，大都可以被“ HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器+电机+泵取代。这样做的益处：1大大节省电能2防止了调理阀维护和改换费用3使控制目的更加稳定和准确。在 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器

2、的选型设计中，应根据现场的详细工艺情况和工程特点，选择适宜的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器及其相关的附件，这样做不仅合理地控制投资，而且更可以满足消费工艺的需求。2. 工程背景简介某选矿厂在进展自动化系统改造前，其22台焙烧矿石的竖炉煤气加热炉的进风口鼓风机的电机没有调速安装，电机其功率根本为45KW处于工频运转形状。煤气熄灭形状只靠手调加热煤气量来保证；7个系列磨机的电振给矿机的给料量的控制是经过调理其振动频率来保证的下料量很不稳定；7个系列旋流器给矿压力的控制是经过调理旋流器给矿泵其拖动电机功率根本为75KW出口管路上的阀门开度大小来控制的；5台浓缩机底流管路内

3、矿浆度的控制是经过调理其底流泵其拖动电机根本为115KW出口管路上的阀门开度大小来实现的。由于没有自动化系统，在控制方式上只能靠手动调理。这不仅影响到消费工艺目的的实现，而且由于采用“电机+风机/泵+调理阀调理方式，呵斥浪费电能并且调理阀维护、改换费用较大。总之，以往的调理方式使得消费工艺目的很不稳定，消费运转方式很不经济。3. 变频调理控制方案阐明(欢迎来电咨询 HYPERLINK hnzkwx t _blank 郑州中鑫自动化设备hnzkwx 手机：37132021 ) 我们在对该选矿厂进展自动化系统改造后，经过采用“ HYPERLINK bpqjs t _b

4、lank 变频器+电机+风机/泵方案，不仅可以稳定控制住消费工艺目的，而且节能效果明显。本选矿自动化系统中，共运用 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器50台。其中用于竖炉鼓风机风量调理的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器22台，用于磨机给矿机给矿量调理的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器16台给矿机改为皮带给矿机，其电动滚筒功率为2.2KW，用于旋流器给矿压力调理的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器7台，用于浓缩机底流浓度调理的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器5台。控制方案阐

5、明如下：1经过运用 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器对鼓风机拖动电机的调速，完成22台竖炉进风量的调理，进而完成空/燃比控制。2经过运用 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器对给矿机电动滚筒的调速，完成磨机给矿量的恒定闭环控制。3经过运用 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器对旋流器给矿泵池泵拖动电机的调速，实现旋流器给矿压力的闭环控制。4经过运用 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器对浓缩机底流泵拖动电机的调速完成浓缩机底流矿浆浓度的闭环控制。4. HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器系统

6、选型配置与设计方案 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器系统选型配置与设计总的原那么为:在保证消费工艺要求并保证消费平安、稳定的前提下，尽量节省投资。1 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器类型的选择思索到该选矿消费过程运用的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器都用于对消费工艺过程的回路控制，在消费工艺制上最终控制目的为：温度、给矿量、压力、浓度、消费目的。该过程控制对 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的质量、可靠性要求较高，但对 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器本身的性能目的要求不高

7、。 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器具有普通的U/f控制等功能即可以满足消费要求，并不需求运用磁场定向矢量控制高性能型 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器。故在 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器选型设计上，选择了ROCKWELL 1336PLUS HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器该种 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器为全数字、交-直-交电压型、具有组网通讯功能，在控制方式上具有V/F控制和无传感器矢量控制两种控制方式，而没有选用ROCKWELL 1336IMPACT、 1336

8、FORCE磁场定向控制高性能型 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器。2 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器容量的选择 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器容量的选择首先思索了电机功率、电机在正常工频运转情况下的实践电流大小以及电机的负载类型皮带给矿机为恒转距类型负载，该鼓风机、泥浆泵为风机/泵类型负载，来作为选择 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的容量的主要根据。同时综合思索了 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器安装地理位置的海拔高度该选矿厂海拔1600M，及安装场所电磁站内的环境温度

9、，以及 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器为封锁式且采用柜内安装等要素来适当放大 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的额定容量。3 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器电网侧元件的选择由于 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的整流侧运用的可控硅功率器件，故在 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的进线侧选择快速熔断器进展短路维护。另外，根据工程现场的供配电情况，在 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的进线侧都选用了进线电抗器。4 HYPERLINK bpqjs t _

10、blank 变频器负载侧元件的选择工业现场中， HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器安装地点普通远离电机,即 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的出线动力电缆长度较长。本工程中运用的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器出线电缆长度大多在100米以上。以竖炉鼓风机电机为例，其 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器和电机之间衔接的动力电缆长度见表一： (欢迎来电咨询 HYPERLINK hnzkwx t _blank 郑州中鑫自动化设备hnzkwx 手机：37132021 ) 由于由

11、HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器给电机供电时，线电压为方波而非正弦波，该电压波形在电动机终端处叠迭加，称为反射波景象。该景象在 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器到电机之间动力电缆较长时将发生。反射波景象会降低电机的绝缘寿命。ROCKWELL HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器运用外加输出电抗器或电机终结器Terminiter电器元件来将反射波电压限制在电机绝缘允许的范围之内。对于 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器出线电缆特别长的情况，可以选用ROCKWELL的长线驱动器LLD，其可以允许使 HYPER

12、LINK bpqjs t _blank 变频器出线电缆长度在1000米之内。在实践的选型设计中，综合思索了 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器出线电缆长度、非铠装电缆、电机的绝缘等级等要素，在大多数 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的出线端接入了输出电抗器，少量 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的出线端接入了电机终接器1204TFB2。对于 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器出线电缆专长的情况如207米，选用了LLD产品。 5 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器一对二电机传动方案的

13、设计选矿厂运用的旋流器给矿泵每个消费系列为二泵互备运用消费方式共7个系列，每台浓缩机底流泵亦为二泵互备运用消费方式共5台浓缩机。思索到旋流器给矿泵、浓缩机底流泵功率较大，其拖动电机单机功率分别为75KW、115KW。假设对每台电机都配置一台 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器，那么一次性投资较大。另外，从消费工艺上看，这种 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器与电机一对一配置方式也不非常必要。故在电机传动方案上采用了一台 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器分时控制两台互备电机的方案，这里称“ HYPERLINK bpqjs t _

14、blank 变频器一对二电机传动方案。 针对本工程，运用此方案可以节省投资100多万元。该方案的电气主回路原理如图一。从图中可以看出该方案将电器元件安装到一个电气柜中，这里称“变频切换柜， HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器和电抗器装到 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器柜中。在该方案的电气二次回路设计上，经过安装在现场操作箱上的转换开关实现接触器KM1-KM5的开闭选择，实现四种电机控制方式选择：停机、非变频手动控制、变频手动控制、PLC控制方式。其中电机非变频运转控制方式工频运转在手动和PLC控制方式下都可以实现，从而保证在 HYPERLINK

15、bpqjs t _blank 变频器缺点的情况下，电机可以继续运转。 运用该方案应留意以下几点：两台互备电机应功率一样或接近；消费工艺上应允许变频切换柜短时停电检修；在经过PLC或手动控制 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器时，应防止带负荷分断 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器出线侧的接触器，这可以延伸该接触器和 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的运用寿命。 (欢迎来电咨询 HYPERLINK hnzkwx t _blank 郑州中鑫自动化设备hnzkwx 手机：37132021 ) 6 HYP

16、ERLINK bpqjs t _blank 变频器与控制器之间的通讯方案的设计由于该选矿厂自动化系统中运用的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器较多，并且都是参与消费过程控制闭环调理的。 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的运转形状及起停命令及其频率给定都是经过其所属的各个控制站PLC来下达的。但由于 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器安装的物理位置比较分散共分散在7个电磁站内，并且 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器安装位置到与其相关的控制器PLC的安装位置间隔 较远。假设经过硬线最长电缆长度在300米左

17、右完成 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器与控制器之间的信号联络将有很多缺陷和缺乏：需求大量的施工资料并加大施工的工程量；控制站获得的信息量小，对 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的形状监视才干减弱；在信号的长间隔 传输时，恶劣的工业现场环境会对信号产生干扰，进而会影响到 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的稳定、准确、可靠运转。 (欢迎来电咨询 HYPERLINK hnzkwx t _blank 郑州中鑫自动化设备 HYPERLINK hnzkwx hnzkwx 手机：37132021 ) 思索

18、到以上几种要素，在控制器与 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器之间的信号联络上，采用ROCKWELL公司的设备网通讯方案完成。该方案不仅节省了模拟量、数字量信号电缆，并且实现了全数字通讯，充分发扬了控制系统的优势，最终实现了对控制站对 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器的智能化监控。 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器系统通讯方案框图如二： 该选矿自动化系统控制器采用的是ROCKWELL公司的Controllogix系统。 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器1336PLUS与之组网通讯有多种方法,其中典型的

19、有: ControlNet通讯、DeviceNet通讯、RS232/RS422/RS485通讯。在本设计中根据实践情况，采用了 DeviceNet通讯方案。DeviceNet设备网是采用CAN总线协议的典型的设备级网络，其一个网段的通讯间隔 为500米。其详细实现如下：在相关的Controllogix控制站机架的插槽上参与一块1756-DNB通讯模块，在每台 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器上都参与一块1336-GM5通讯模块。经过通讯电缆1485-P1-A500将相关的 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器1336-GM5通讯模块串接在一同，最终接

20、到相关控制器的1756-DNB通讯模块上。经过Controllogix系统对 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器进展组态和通讯，完成控制器与 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器之间的通讯。 5. HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器在选矿厂的运用效果经过一年多来的工业运转阐明，该选矿厂自动化系统中 HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器选型配置合理，运转稳定可靠。即满足了消费工艺的要求，又有效控制节省了投资。1回路控制效果工业运转证明，ROCKWELL1336PLUS HYPERLINK bpqjs t _bla

21、nk 变频器的动态性能、精度和启动力矩等特性完全可以满足选矿消费自动化过程控制的要求，到达预期的控制效果。图三给出了5#浓缩机底流浓度控制曲线。从中可以看到较好的控制效果。 2节能效果在选矿进展自动化改造前，采用“电机+泵+调理阀方案进展对旋流器给矿压力、浓缩机底流浓度的调理，在调理过程中由于电机的转速是不可变的，因此很多能量都耗费到阀门上，呵斥电能的浪费。阀门的开度越小，浪费的电能越多。采用“ HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器+电机+泵方案后，电动机的速度由原来的不可变变为可调，电动机根据控制调理的要务虚时地调理转速，加之泵类负载电动机的轴输出功率P与电动机转速n的立方成正比，因此节能效果比较明显。经过长期的工业运转证明了这一点。如该选矿厂某浓缩机底流矿浆管路浓度采用“电机+泵+调理阀调理时，电机原工频运转时输入功率在98KW左右，其泵管路上的阀门开度在30%左右。采用“ HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器+电机+泵调理，将矿浆管路阀门全开，并保证同样矿浆浓度的前提下， HYPERLINK bpqjs t _blank 变频器输出功率在68KW左右。仅此一台设备全年就可节省电20多万度。3节省了调理阀的维护和改换费用选矿厂运