ACS600主從式變頻器在干熄焦橫移系統(tǒng)改造中的實(shí)施

常瑞坤

摘要： 濟(jì)鋼自主設(shè)計(jì)的第一套國(guó)產(chǎn)化干熄焦系統(tǒng)投產(chǎn)后，其提升機(jī)在橫移變速時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)框架晃動(dòng)嚴(yán)重，設(shè)備定位不準(zhǔn)，機(jī)械、電氣故障頻發(fā)，給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。對(duì)其采用ABB公司的ACS600主從式變頻器進(jìn)行了電控改造，改造實(shí)施后，滿足了干熄焦生產(chǎn)工藝要求，降低了維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞： 干熄焦;提升機(jī)橫移系統(tǒng);ACS600變頻器;主從式控制

前言

干熄焦（干法熄焦）過(guò)程中，橫移系統(tǒng)負(fù)責(zé)將載有赤紅焦罐的提升機(jī)，從提升井中心位置牽移至熄焦?fàn)t爐頂，待紅焦裝入熄焦?fàn)t后，再將載有空焦罐的提升機(jī)牽移至提升井中心位置。提升機(jī)加紅焦罐重達(dá)兩百多噸，整個(gè)過(guò)程運(yùn)行在距水平面四十八多米的鋼結(jié)構(gòu)框架上，因而，要求機(jī)電設(shè)備可靠性高，橫移過(guò)程中運(yùn)行平穩(wěn)，到位能夠?qū)崿F(xiàn)精確定位。

現(xiàn)狀

濟(jì)鋼70噸干熄焦橫移系統(tǒng)改造前，提升機(jī)橫移時(shí)受兩臺(tái)冶金起重用變極調(diào)速電機(jī)（YZR200L-16/4，4/16KW）驅(qū)動(dòng)，電機(jī)通過(guò)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，齒輪在固定于鋼結(jié)構(gòu)上的鏈條上運(yùn)行，系統(tǒng)靠鏈條作用于齒輪的反作用驅(qū)動(dòng)載荷移動(dòng)。由于整個(gè)系統(tǒng)慣性極大，提升機(jī)在啟動(dòng)和高、低速度變換時(shí)，振動(dòng)嚴(yán)重，電機(jī)伴有異常制動(dòng)聲音，隨后多次出現(xiàn)橫移減速機(jī)底座、絞合齒輪底盤(pán)以及相連的主令控制器等設(shè)備被拉壞，軌道上的鏈條兩端巨大螺栓被拉斷，電機(jī)經(jīng)常燒損，又由于橫移設(shè)備損壞不易修復(fù)，類似事故頻繁發(fā)生，同時(shí)電氣故障頻發(fā)，設(shè)備的維修恢復(fù)大大增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

改造方案的確定

橫移系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的損壞，一方面是由于設(shè)備的較重慣性太大，再一個(gè)原因是由于速度的變化太大，速度變化不平穩(wěn)沒(méi)有過(guò)度造成的。

改造前，提升機(jī)在橫移時(shí)速度的切換是由電機(jī)的變極實(shí)現(xiàn)的，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速?gòu)?500轉(zhuǎn)/分變?yōu)?75轉(zhuǎn)/分，由于設(shè)備的慣性較大，實(shí)際轉(zhuǎn)速降不下來(lái)，使電機(jī)運(yùn)行瞬間由電動(dòng)狀態(tài)過(guò)渡到在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的壽命大大降低，電機(jī)經(jīng)常燒損。

同時(shí)電機(jī)的運(yùn)行由接觸器的斷開(kāi)閉合來(lái)控制，由于需要電機(jī)反復(fù)起動(dòng)變速，動(dòng)作頻繁，經(jīng)常出現(xiàn)繼電器機(jī)械動(dòng)作不良，觸點(diǎn)接觸不良及損壞、粘點(diǎn)，配線松脫等現(xiàn)象，至使電氣控制的故障率較高。

原電氣系統(tǒng)采用一套設(shè)備拖兩臺(tái)電機(jī)，由于機(jī)械、電機(jī)等設(shè)備的原因，有時(shí)出現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)不同步的現(xiàn)象。

兼于上述幾種原因決定對(duì)提升機(jī)橫移系統(tǒng)采用ACS600主從式變頻器對(duì)其實(shí)施改造。

因而我們決定采用兩臺(tái)ACS600變頻器，一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)變頻電機(jī)（型號(hào)：YVP200–4 30KW），兩臺(tái)變頻器之間實(shí)現(xiàn)主從控制。通過(guò)變頻器參數(shù)的設(shè)定，既可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，又可實(shí)現(xiàn)速度的平滑過(guò)渡;兩臺(tái)變頻器采取主從控制可實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，又使負(fù)載能在變頻器之間實(shí)現(xiàn)均勻分配。

改造方案的實(shí)施

兩臺(tái)橫移電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作。其中一臺(tái)變頻器設(shè)為主工作狀態(tài)，另一臺(tái)為從工作狀態(tài)，外部控制信號(hào)只與主變頻器連接，主機(jī)經(jīng)由光纖控制從機(jī)、主傳動(dòng)是典型的速度控制，另一臺(tái)變頻器跟隨主傳動(dòng)的速度給定。變頻器控制原理圖如圖1所示。

橫移電動(dòng)機(jī)變頻控制，操作方式設(shè)為自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，但這兩種方式都是通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)主變頻器的控制。

變頻器主回路由接觸器合閘，變頻器啟動(dòng)時(shí)，除滿足工藝聯(lián)鎖允許啟動(dòng)條件外，還需滿足條件：變頻器運(yùn)行準(zhǔn)備好，橫移電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)及抱閘回路接觸器閉合。

變頻器在滿足下列任意條件時(shí)停止運(yùn)行：1、滿足工藝聯(lián)鎖應(yīng)停止條件。2、變頻器故障。3、橫移電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)和抱閘回路的斷路器、接觸器跳閘。

橫移裝置為雙電機(jī)并聯(lián)工作，提升裝置橫移位置后，兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)動(dòng)作，以低速、高速、再低速三個(gè)階段橫移，變速信號(hào)由橫移過(guò)程中主控制器發(fā)出，橫移到提升中或熄室中心線時(shí)，定位信號(hào)停車，抱閘抱緊。速度的變化見(jiàn)圖2。

變速信號(hào)由主令控制器（手動(dòng)時(shí)由手動(dòng)主令控制器）發(fā)出，由PLC輸出形成變頻器的輸入控制點(diǎn)：0：001/10控制“啟∕?！?，0：001/11控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向“正轉(zhuǎn)∕反轉(zhuǎn)”，0：001/12控制“加速∕減速”（時(shí)間長(zhǎng)短可由參數(shù)設(shè)定），0：001/13控制電機(jī)的運(yùn)行速度“低速∕高速”（大小可由參數(shù)設(shè)定）。

當(dāng)要求由提升井向熄焦室橫移時(shí)，變頻器“啟∕?！奔啊罢D(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)”輸入點(diǎn)0：001/11一直處于閉合，“加速/減速”和“低速∕高速”輸入點(diǎn)0：001/12斷開(kāi)，變頻器正向加速，最后輸出低速。運(yùn)行到變速點(diǎn)時(shí)，0：001/10及0：001/11仍保持閉合，0：001/12、0：001/13接通，變頻器正向加速，變頻器最后輸出高速。繼續(xù)運(yùn)行到下一個(gè)變速點(diǎn)時(shí)：0：001/12、0：001/13斷開(kāi)，變頻器正向減速，最后輸出低速，運(yùn)行至停車信號(hào)到來(lái)后，O：001/10斷開(kāi)，正向減速直至速度為零，并實(shí)現(xiàn)精確定位。當(dāng)提升裝置由室向井時(shí)速度變化和各控制點(diǎn)情況幾乎完全相同，只是“正轉(zhuǎn)∕反轉(zhuǎn)”控制點(diǎn)由0變1，其它不變。為了使運(yùn)行速度切換時(shí)平穩(wěn)，達(dá)到最佳運(yùn)行效果，經(jīng)反復(fù)試車對(duì)原始的加減速時(shí)間及低速高速參數(shù)經(jīng)行了修改調(diào)整。

變頻器端子塊X25繼電器輸出R012R013輸出到PLC的I：045/06表示橫移變頻器就緒;

變頻器端子塊X26繼電器輸出RO22RO23輸入到PLC的I：O45/07表示橫移變頻器運(yùn)行;

變頻器端子塊X27繼電器輸出R032R033輸入到PLC的I：045/10表示橫移變頻器故障。

同時(shí)I：045/11、I：045/12、I：05/13分別表示從機(jī)的就緒、運(yùn)行和故障。這六個(gè)輸入點(diǎn)用作司機(jī)室內(nèi)就地指示，同時(shí)經(jīng)DH+網(wǎng)傳入主控室上位機(jī)在工藝流程中用作集中監(jiān)控。

兩臺(tái)主從變頻器安裝于通風(fēng)防塵好、振動(dòng)小的提升機(jī)平臺(tái)配電室內(nèi)，在控制現(xiàn)場(chǎng)僅安裝控制變頻器啟動(dòng)/停止和變速的手動(dòng)主令控制器;自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)速表，選用帶屏蔽的控制電纜并做好接地措施，控制電纜與動(dòng)力電纜分槽敷設(shè)，以提高抗干擾的能力。

實(shí)施改造效果

改造后，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)、定位精確，電氣、機(jī)械設(shè)備故障大幅降低，大大提高了提升機(jī)橫移運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，達(dá)到了改造目的，每年節(jié)約備件及維修費(fèi)用十幾余萬(wàn)元，同時(shí)由于提高了干熄率，發(fā)電量及蒸汽產(chǎn)量穩(wěn)步增加，生產(chǎn)每年增創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益幾十萬(wàn)元。