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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;通過數據總線適配器可以接入符合國際標準現場總線控制系統(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)生帶不動負載的現象;
滿負載時在空中制動停車或再提升時, 不產生溜鉤現象;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