西門子MM440變頻器在高爐送料系統(tǒng)的應(yīng)用
一、引言：
在高爐煉鐵生產(chǎn)中，進(jìn)料系統(tǒng)是設(shè)備的重要組成部分，其可靠性直接影響到生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。本文對西門子MM440變頻器在該系統(tǒng)改造部分的應(yīng)用，以及該系統(tǒng)的傳控部分進(jìn)行討論。
二，原系統(tǒng)概述：
1、原系統(tǒng)機(jī)械部分構(gòu)成
由一臺卷揚(yáng)機(jī)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(yùn)行過程中電機(jī)始終處于負(fù)載狀態(tài)。
2、原系統(tǒng)電氣部分構(gòu)成
原系統(tǒng)由一臺6極55kW繞線式電機(jī)拖動，轉(zhuǎn)子回路靠切換電阻實(shí)現(xiàn)速度調(diào)整，通過主令控制器（與電機(jī)同軸連接）采集料車的位置，控制電阻的投入切除，同時(shí)控制機(jī)械抱閘的開閉。
3、原系統(tǒng)存在的問題：
由于該調(diào)速方式為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電阻容易燒毀，加上卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩松緊程度不一致，有時(shí)出現(xiàn)料車“掛頂”事故，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。
三、新系統(tǒng)構(gòu)成；
1、新系統(tǒng)構(gòu)成框圖：
2、電氣部分改造過程：
在不改變原來工人操作習(xí)慣的前提下，增加一臺S7－224的PLC，保留原來電機(jī)，將其轉(zhuǎn)子滑環(huán)短接，拆除調(diào)速電阻，保留原來主令控制器，在軌道斜面安裝兩個(gè)行程開關(guān)，作為料車位置的極限保護(hù)。
3、新系統(tǒng)工作原理：
操作工發(fā)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(yùn)行；隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動，主令控制器的K1閉合至PLC，由PLC發(fā)出中速指令，選通變頻器的固定頻率20Hz，電機(jī)以中速運(yùn)行；當(dāng)主令控制器的K2閉合時(shí)，選通變頻器的固定頻率6Hz，電機(jī)以低速運(yùn)行；當(dāng)主令控制器的K3閉合時(shí)．說明料車已經(jīng)達(dá)到終點(diǎn)，變器封鎖輸出，同時(shí)關(guān)閉機(jī)械抱閘，料車l送料完畢。料車2重復(fù)如上過程。
4、速度曲線；（以料車1上行為例）
5、變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)置表
參數(shù)號 | 設(shè)定值 | 說明 |
P0003 | 3 | 用戶訪問所有參數(shù) |
P1300 | 20 | 無測速機(jī)的矢量控制方式 |
P0701 | 1 | DIN1選擇正轉(zhuǎn) |
P0702 | 2 | DIN2選擇反轉(zhuǎn) |
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(qū)動抱閘） |
P1215 | 1 | 抱閘使能 |
P1216 | 0.5秒 | 抱閘打開延時(shí)時(shí)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(shí)間 |
P1121 | 10秒 | 減速時(shí)間 |
P1130 | 1秒 | 加速起始段圓弧時(shí)間 |
P1910 | 1 | 自動檢測電機(jī)參數(shù) |
6、系統(tǒng)的保護(hù)：
在軌道斜面上位于料車終點(diǎn)稍后一點(diǎn)安裝兩個(gè)行程開關(guān)，作為極限保護(hù)點(diǎn)，以防止主令控制器失靈時(shí)的最后保護(hù)，再次防止料車，“掛頂”事故的發(fā)生。對于變頻器自身故障由PLC采集，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，立即關(guān)閉機(jī)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(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，電機(jī)已經(jīng)加大了余量，而且原系統(tǒng)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行電流在85安培左右，故變頻器同級選配55kW。由于該卷揚(yáng)機(jī)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(diào)試階段：
每次在料車1下行時(shí)，變頻器過壓保護(hù)經(jīng)測量輸入端電壓為390V，從理論上分析，此種故障不應(yīng)該出現(xiàn)，但是過壓保護(hù)就是由于電機(jī)的再生能量造成，而且故障始終出現(xiàn)在料車1下行時(shí)，經(jīng)過仔細(xì)檢查兩臺料車發(fā)現(xiàn)，料車2的配重已經(jīng)丟失，經(jīng)重新調(diào)整兩臺料車的配重之后，變頻器正常。
3、加速曲線的調(diào)整：
變頻器從0Hz開始加速，通過斜坡時(shí)間至全速，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)的軟啟動，考慮到卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩的伸縮以及減速機(jī)的齒隙影響，在加速開始加入圓弧曲線．從而進(jìn)一步減小對機(jī)械部分的沖擊。
4、制動器的配合
當(dāng)變頻器收到正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))指令后，經(jīng)過0.5秒延時(shí)后，打開抱閘，料車上行，隨著低段速的選通，電機(jī)處于爬行狀態(tài)，當(dāng)PLC檢測到終點(diǎn)信號時(shí)，發(fā)出停車命令，變頻器封鎖輸出執(zhí)行OFF2停止，同時(shí)關(guān)閉抱閘。如此控制抱閘既防止變頻器過流保護(hù)．又防止料車下滑．
五、技術(shù)性能及特點(diǎn)：
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(tǒng)，自2001年7月投入運(yùn)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(fā)生過，提高了生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)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(yè)推廣應(yīng)用。
由于時(shí)間倉促對于該變頻器的功能了解的不一定很透徹，敬請各位同仁指正。
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