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1、
玉鋼60萬噸棒材線原料跨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60萬噸棒材線原料跨1、2#行車，目前采用轉串子電阻的方式進行調速，雖然也能達到工作要求。但采用轉子串接電阻的調速方式，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，比如調速性能差、接觸器動作頻繁導致經常更換接觸器、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行平穩(wěn)，必須不定期
2、調節(jié)閘皮，這樣既浪費閘皮又增加了工作人員的勞動強度，而且不能確保行車的平穩(wěn)運行。
二、改造方案
經過研討采用VACON變頻器和PLC控制系統(tǒng)相結合的控制方式，調速采用通訊方式進行數(shù)據傳輸，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，取消調速用串接電阻。
1. 調速方法
使用具有矢量控制功能的變頻調速系統(tǒng)。采用多段速控制把轉速分為4速（5 HZ、15HZ、35HZ、50HZ）。
2.制動方法
采用直流制動和機械制動相結合的方法進行制動。大車、小車設為減速停機的方式。運行中的大車、小車會按照設置好的減速時間準確地將轉速降為0
3、（變頻器停止輸出）。吊鉤常常需要掛著重物在空中起停，而制動器在斷電到抱住(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,把變頻器減速停機時間設為0.4S,再設定一個頻率一致信號,頻率設為2.5HZ。當變頻器的工作頻率下降到2.5HZ時,變頻器會輸出一個制動器停電指令。
三、 技術方案
1、變頻器選擇及速度控制原理
一）1#行車
1）主鉤：37KW電機選用NXS0087變頻器，開環(huán)矢量控制。高速時變頻運行在50HZ；低速時變頻運行在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，將轉子
4、滑環(huán)短路。電機運行狀態(tài)將作為鼠籠異步電機運行，轉子將不再串入電阻； 矢量閉環(huán)控制，速變準確，電機運行在最佳狀態(tài)。變頻器電流小，力矩大。
2）副鉤：11KW電機選用NXS0031變頻器，2檔控制，
3）大車：2臺11KW電機選用NXS0061變頻器，大車分5檔控制。
4）小車：1臺3.7KW電機選用NXS0012變頻器四,小車分2檔。
二）2#行車
1）主鉤：110KW電機選用NXS0261變頻器，開環(huán)矢量控制。高速時變頻運行在50HZ；低速時變頻運行在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，將轉子滑環(huán)短路。電機運行狀
5、態(tài)將作為鼠籠異步電機運行，轉子將不再串入電阻； 矢量閉環(huán)控制，速變準確，電機運行在最佳狀態(tài)。變頻器電流小，力矩大。
2）大車：2臺22KW電機選用NXS0105變頻器，大車分5檔控制。
3）小車：1臺11KW電機選用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，則無需使用PLC I/O接口及變頻器輸入端子。
四、VACON變頻器簡介
6、
1、VACON系列變頻器具有可靠品質，多功能，低噪音等優(yōu)點。通過對電機磁通電流和轉矩電流的解耦控制，實現(xiàn)了轉矩的快速響應和準確控制，能以很高的控制精度進行寬范圍的調速運行，具有電機參數(shù)自動調諧，零伺服控制，速度控制和轉矩控制在線切換，轉速跟蹤，內置PLC，內置PID控制器，編碼器和給定及反饋信號斷線監(jiān)測切換，掉載保護，故障信號追憶，故障自動重起，內置制動單元，內置PG接口，多種故障監(jiān)控，豐富的I/O端子和多達十種的速度設定方式，能滿足各類負荷對傳動控制的需求。鍵盤由LED顯示運行數(shù)據和故障代碼，LCD顯示多種語言狀態(tài)信息和操作說明，并能進行參數(shù)的上傳和下傳復寫功能；功能強大的后臺調試監(jiān)控軟
7、件可通過內置的RS485接口組網監(jiān)控運行；通過數(shù)據總線適配器可以接入符合國際標準現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。緊湊的結構，可靈活安裝；按照國際標準進行設計和測試，保證產品的可靠性；豐富的選配件，供您進行多種配制選擇。變頻改造后，節(jié)電量不小于25%，啟動電流小免維護，速度任意設定，超低速起吊重物。
2、變頻調速技術在行車上時應用作到以下幾點:
低頻時能保證恒轉矩輸出,以避免低頻時滿負載工況下發(fā)生帶不動負載的現(xiàn)象;
滿負載時在空中制動停車或再提升時, 不產生溜鉤現(xiàn)象;Ø
電動機減速或重載下放時, 再生制動能量必須迅速釋放.
實現(xiàn)恒轉矩調速和恒功率調速,Ø 輕、空載起升速度提高一倍。
五、小結
采用變頻器，可以大大的延長設備的使用壽命，有顯著的經濟效益。
1. 設備軟啟軟停，減小對設備的沖擊，從而可以大大的延長設備的使用壽命。
2. 減少設備的維護費用，降低工人的勞動強度。
3. 節(jié)省大量電能，提高勞動效率。
4. 可以有效的避免因缺相、過流，過壓等電器故障而損壞設備，變頻器能及時進行自我保護，停止輸出。
六、設備清單
60萬噸棒材行車改造方案
