西门子 MM440变频器在高炉送料系统的应用设计

   一、引言：
    在高炉炼铁生产中，进料系统是设备的重要组成部分，其可靠性直接影响到生产效率及经济效益。本文对西门子MM440变频器在该系统改造部分的应用，以及该系统的传控部分进行讨论。
    二，原系统概述：
    1、原系统机械部分构成
   由一台卷扬机拖动两台料车，料车位于轨道斜面上，互为上行、下行，即其中一台料车载料上行，另一台为空车下行，运行过程中电机始终处于负载状态。
    2、原系统电气部分构成
    原系统由一台6极55kW绕线式电机拖动，转子回路靠切换电阻实现速度调整，通过主令控制器（与电机同轴连接）采集料车的位置，控制电阻的投入切除，同时控制机械抱闸的开闭。
    3、原系统存在的问题：
    由于该调速方式为转子串电阻调速，电阻容易烧毁，加上卷扬机钢丝绳松紧程度不一致，有时出现料车“挂顶”事故，严重影响了生产。
    三、新系统构成；
    1、新系统构成框图：     

    2、电气部分改造过程：
    在不改变原来工人操作习惯的前提下，增加一台S7－224的PLC，保留原来电机，将其转子滑环短接，拆除调速电阻，保留原来主令控制器，在轨道斜面安装两个行程开关，作为料车位置的极限保护。
    3、新系统工作原理：
    操作工发出料车1上行指令，选通变频器的固定频率50Hz，变频器由0Hz开始提速，开启抱闸，直到全速运行；随着电机的转动，主令控制器的K1闭合至PLC，由PLC发出中速指令，选通变频器的固定频率20Hz，电机以中速运行；当主令控制器的K2闭合时，选通变频器的固定频率6Hz，电机以低速运行；当主令控制器的K3闭合时．说明料车已经达到终点，变器封锁输出，同时关闭机械抱闸，料车l送料完毕。料车2重复如上过程。
    4、速度曲线；（以料车1上行为例）

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    5、变频器相关参数设置表
    参数号设定值说明   
参数号设定值说明
P00033用户访问所有参数
P130020无测速机的矢量控制方式
P07011DIN1选择正转
P07022DIN2选择反转
P070315DIN3选择高速
P070416DIN4选择中速
P070517DIN5选择低速
P07063DIN6选择OFF2封锁输出（低电平）
P073252.C继电器2功能（驱动抱闸）
P12151抱闸使能
P12160.5秒抱闸打开延时时间
P100150HZ固定频率
P100220HZ固定频率
P10036HZ固定频率
P112010秒加速时间
P112110秒减速时间
P11301秒加速起始段圆弧时间
P19101自动检测电机参数
    6、系统的保护：
    在轨道斜面上位于料车终点稍后一点安装两个行程开关，作为极限保护点，以防止主令控制器失灵时的最后保护，再次防止料车，“挂顶”事故的发生。对于变频器自身故障由PLC采集，当故障发生时，立即关闭机械抱闸，以防止料车下滑。
    四、过程中遇到的问题
    1、变频器选型：
    考虑到冶金系统的设计特点，电机已经加大了余量，而且原系统电机的实际运行电流在85安培左右，故变频器同级选配55kW。由于该卷扬机拖动两台料车，变频器工作于第一象限．没有能量回馈，故不必选配制动单元和制动电阻。
    2、在空载调试阶段：
    每次在料车1下行时，变频器过压保护经测量输入端电压为390V，从理论上分析，此种故障不应该出现，但是过压保护就是由于电机的再生能量造成，而且故障始终出现在料车1下行时，经过仔细检查两台料车发现，料车2的配重已经丢失，经重新调整两台料车的配重之后，变频器正常。
    3、加速曲线的调整：
    变频器从0Hz开始加速，通过斜坡时间至全速，已经实现了对电机的软启动，考虑到卷扬机钢丝绳的伸缩以及减速机的齿隙影响，在加速开始加入圆弧曲线．从而进一步减小对机械部分的冲击。
    4、制动器的配合
    当变频器收到正转(或反转)指令后，经过0.5秒延时后，打开抱闸，料车上行，随着低段速的选通，电机处于爬行状态，当PLC检测到终点信号时，发出停车命令，变频器封锁输出执行OFF2停止，同时关闭抱闸。如此控制抱闸既防止变频器过流保护．又防止料车下滑．
    五、技术性能及特点：
    以上述方案改造的首钢迁安钢铁厂1号、2号高炉送料系统，自2001年7月投入运行以来，至今电气部分未出一次故障，料车“挂顶”事故也从未发生过，提高了生产效率，降低了设备维护、运行费用。西门子MM440变频器可靠性高，控制方便，尤其是低频特性好值得在起重行业推广应用。
    由于时间仓促对于该变频器的功能了解的不一定很透彻，敬请各位同仁指正。