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1、 玉鋼60萬(wàn)噸棒材線原料跨1、2#行車 電氣控制系統(tǒng)改造方案 云南恒光科技有限公司 2008年1月3日 一、 前言 玉鋼60萬(wàn)噸棒材線原料跨1、2#行車，目前采用轉(zhuǎn)串子電阻的方式進(jìn)行調(diào)速，雖然也能達(dá)到工作要求。但采用轉(zhuǎn)子串接電阻的調(diào)速方式，在多年的使用過程中發(fā)現(xiàn)該控制方式中存在著很多難以解決的問題，比如調(diào)速性能差、接觸器動(dòng)作頻繁導(dǎo)致經(jīng)常更換接觸器、串接電阻故障多、操作不規(guī)范造成電氣回路及機(jī)械部件損壞等。這也是行車故障率居高不下的主要原因。在工作中為了使行車運(yùn)行平穩(wěn)，必須不定期調(diào)節(jié)閘皮，這樣既浪費(fèi)閘皮又增加了工作

2、人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且不能確保行車的平穩(wěn)運(yùn)行。 二、改造方案 經(jīng)過研討采用VACON變頻器和PLC控制系統(tǒng)相結(jié)合的控制方式，調(diào)速采用通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，PLC采用西門子S7-300系列，主鉤、副鉤變頻采用NXS系列，大車、小車變頻器采用NXL系列變頻器，取消調(diào)速用串接電阻。 1. 調(diào)速方法 使用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)。采用多段速控制把轉(zhuǎn)速分為4速（5 HZ、15HZ、35HZ、50HZ）。 2.制動(dòng)方法 采用直流制動(dòng)和機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方法進(jìn)行制動(dòng)。大車、小車設(shè)為減速停機(jī)的方式。運(yùn)行中的大車、小車會(huì)按照設(shè)置好的減速時(shí)間準(zhǔn)確地將轉(zhuǎn)速降為0（變頻器停止輸出）。吊鉤常常需要掛著

3、重物在空中起停，而制動(dòng)器在斷電到抱住(或從通電到松開)大概需要0.7S。如果變頻器過早地停止輸出,將可能溜鉤。為了防止溜鉤,把變頻器減速停機(jī)時(shí)間設(shè)為0.4S,再設(shè)定一個(gè)頻率一致信號(hào),頻率設(shè)為2.5HZ。當(dāng)變頻器的工作頻率下降到2.5HZ時(shí),變頻器會(huì)輸出一個(gè)制動(dòng)器停電指令。 三、 技術(shù)方案 1、變頻器選擇及速度控制原理 一）1#行車 1）主鉤：37KW電機(jī)選用NXS0087變頻器，開環(huán)矢量控制。高速時(shí)變頻運(yùn)行在50HZ；低速時(shí)變頻運(yùn)行在5HZ?？煞?段速：一段速 5HZ； 二段速 15HZ； 三段速 35HZ； 四段速 50HZ；采用原電機(jī)，將轉(zhuǎn)子滑環(huán)短路。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)將作為鼠籠異步

4、電機(jī)運(yùn)行，轉(zhuǎn)子將不再串入電阻； 矢量閉環(huán)控制，速變準(zhǔn)確，電機(jī)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。變頻器電流小，力矩大。 2）副鉤：11KW電機(jī)選用NXS0031變頻器，2檔控制， 3）大車：2臺(tái)11KW電機(jī)選用NXS0061變頻器，大車分5檔控制。 4）小車：1臺(tái)3.7KW電機(jī)選用NXS0012變頻器四,小車分2檔。 二）2#行車 1）主鉤：110KW電機(jī)選用NXS0261變頻器，開環(huán)矢量控制。高速時(shí)變頻運(yùn)行在50HZ；低速時(shí)變頻運(yùn)行在5HZ?？煞?段速：一段速 5HZ； 二段速 15HZ； 三段速 35HZ； 四段速 50HZ；采用原電機(jī)，將轉(zhuǎn)子滑環(huán)短路。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)將作為鼠籠異步電機(jī)運(yùn)行，轉(zhuǎn)子將不再

5、串入電阻； 矢量閉環(huán)控制，速變準(zhǔn)確，電機(jī)運(yùn)行在最佳狀態(tài)。變頻器電流小，力矩大。 2）大車：2臺(tái)22KW電機(jī)選用NXS0105變頻器，大車分5檔控制。 3）小車：1臺(tái)11KW電機(jī)選用NXS0031變頻器四,小車分2檔。 三）控制部份 控制系統(tǒng)及斷路器的選擇 控制系統(tǒng)以PLC控制核心，原操作臺(tái)操作保持不變，PLC選用SIEMENS公司S7-300PLC。通訊方式采用PROFIBUS通訊。低壓電器采用LS公司產(chǎn)品。采用PLC后，控制柜體積大為減少，元件少，和變頻器之間采用通信方式，則無(wú)需使用PLC I/O接口及變頻器輸入端子。 四、VACON變頻器簡(jiǎn)介 1、VACON系列變頻器具有可靠

6、品質(zhì)，多功能，低噪音等優(yōu)點(diǎn)。通過對(duì)電機(jī)磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流的解耦控制，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制，能以很高的控制精度進(jìn)行寬范圍的調(diào)速運(yùn)行，具有電機(jī)參數(shù)自動(dòng)調(diào)諧，零伺服控制，速度控制和轉(zhuǎn)矩控制在線切換，轉(zhuǎn)速跟蹤，內(nèi)置PLC，內(nèi)置PID控制器，編碼器和給定及反饋信號(hào)斷線監(jiān)測(cè)切換，掉載保護(hù)，故障信號(hào)追憶，故障自動(dòng)重起，內(nèi)置制動(dòng)單元，內(nèi)置PG接口，多種故障監(jiān)控，豐富的I/O端子和多達(dá)十種的速度設(shè)定方式，能滿足各類負(fù)荷對(duì)傳動(dòng)控制的需求。鍵盤由LED顯示運(yùn)行數(shù)據(jù)和故障代碼，LCD顯示多種語(yǔ)言狀態(tài)信息和操作說(shuō)明，并能進(jìn)行參數(shù)的上傳和下傳復(fù)寫功能；功能強(qiáng)大的后臺(tái)調(diào)試監(jiān)控軟件可通過內(nèi)置的RS485接口組網(wǎng)監(jiān)控

7、運(yùn)行；通過數(shù)據(jù)總線適配器可以接入符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)，可靈活安裝；按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試，保證產(chǎn)品的可靠性；豐富的選配件，供您進(jìn)行多種配制選擇。變頻改造后，節(jié)電量不小于25%，啟動(dòng)電流小免維護(hù)，速度任意設(shè)定，超低速起吊重物。 2、變頻調(diào)速技術(shù)在行車上時(shí)應(yīng)用作到以下幾點(diǎn): 低頻時(shí)能保證恒轉(zhuǎn)矩輸出,以避免低頻時(shí)滿負(fù)載工況下發(fā)生帶不動(dòng)負(fù)載的現(xiàn)象; 滿負(fù)載時(shí)在空中制動(dòng)停車或再提升時(shí), 不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象; 電動(dòng)機(jī)減速或重載下放時(shí), 再生制動(dòng)能量必須迅速釋放. 實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速, 輕、空載起升速度提高一倍。 五、小結(jié) 采用變頻器，可以大大的延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 1. 設(shè)備軟啟軟停，減小對(duì)設(shè)備的沖擊，從而可以大大的延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。 2. 減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 3. 節(jié)省大量電能，提高勞動(dòng)效率。 4. 可以有效的避免因缺相、過流，過壓等電器故障而損壞設(shè)備，變頻器能及時(shí)進(jìn)行自我保護(hù)，停止輸出。 六、設(shè)備清單