一、引言

在高爐煉鐵生產中，進料系統是設備的重要組成部分，其可靠性直接影響到生產效率及經濟效益。本文對西門子MM440變頻器在該系統改造部分的應用，以及該系統的傳控部分進行討論。

二、原系統概述

(一) 原系統機械部分構成

由一臺卷揚機拖動兩臺料車，料車位于軌道斜面上，互為上行、下行，即其中一臺料車載料上行，另一臺為空車下行，運行過程中電機始終處于負載狀態。

(二) 原系統電氣部分構成

原系統由一臺6極55kW繞線式電機拖動，轉子回路靠切換電阻實現速度調整，通過主令控制器(與電機同軸連接) 采集料車的位置，控制電阻的投入切除，同時控制機械抱閘的開閉。

(三) 原系統存在的問題

由于該調速方式為轉子串電阻調速，電阻容易燒毀，加上卷揚機鋼絲繩松緊程度不一致，有時出現料車“掛頂”事故，嚴重影響了生產。

三、新系統構成

(一) 新系統構成框圖

(二) 電氣部分改造過程

在不改變原來工人操作習慣的前提下，增加一臺S7－224的PLC，保留原來電機，將其轉子滑環短接，拆除調速電阻，保留原來主令控制器，在軌道斜面安裝兩個行程開關，作為料車位置的極限保護。

(三) 新系統工作原理

操作工發出料車1上行指令，選通變頻器的固定頻率50Hz，變頻器由0Hz開始提速，開啟抱閘，直到全速運行；隨著電機的轉動，主令控制器的K1閉合至PLC，由PLC發出中速指令，選通變頻器的固定頻率20Hz，電機以中速運行；當主令控制器的K2閉合時，選通變頻器的固定頻率6Hz，電機以低速運行；當主令控制器的K3閉合時．說明料車已經達到終點，變器封鎖輸出，同時關閉機械抱閘，料車l送料完畢。料車2重復如上過程。

(四) 速度曲線(以料車1上行為例)

(五) 變頻器相關參數設置表

參數號設定值說明
P00033用戶訪問所有參數
P130020無測速機的矢量控制方式
P07011DIN1選擇正轉
P07022DIN2選擇反轉
P070315DIN3選擇高速
P070416DIN4選擇中速
P070517DIN5選擇低速
P07063DIN6選擇OFF2封鎖輸出(低電平)
P073252.C繼電器2功能(驅動抱閘)
P12151抱閘使能
P12160.5秒抱閘打開延時時間
P100150HZ固定頻率
P100220HZ固定頻率
P10036HZ固定頻率
P112010秒加速時間
P112110秒減速時間
P11301秒加速起始段圓弧時間
P19101自動檢測電機參數

(六) 系統的保護

在軌道斜面上位于料車終點稍后一點安裝兩個行程開關，作為極限保護點，以防止主令控制器失靈時的最后保護，再次防止料車，“掛頂”事故的發生。對于變頻器自身故障由PLC采集，當故障發生時，立即關閉機械抱閘，以防止料車下滑。

四、過程中遇到的問題

(一) 變頻器選型

考慮到冶金系統的設計特點，電機已經加大了余量，而且原系統電機的實際運行電流約85安培，故變頻器同級選配55kW。由于該卷揚機拖動兩臺料車，變頻器工作于第一象限。沒有能量回饋，故不必選配制動單元和制動電阻。

(二) 在空載調試階段

每次在料車1下行時，變頻器過壓保護經測量輸入端電壓為390V，從理論上分析，此種故障不應該出現，但是過壓保護就是由于電機的再生能量造成，而且故障始終出現在料車1下行時，經過仔細檢查兩臺料車發現，料車2的配重已經丟失，經重新調整兩臺料車的配重之后，變頻器正常。

(三) 加速曲線的調整

變頻器從0Hz開始加速，通過斜坡時間至全速，已經實現了對電機的軟啟動，考慮到卷揚機鋼絲繩的伸縮以及減速機的齒隙影響，在加速開始加入圓弧曲線．從而進一步減小對機械部分的沖擊。

(四) 制動器的配合

當變頻器收到正轉(或反轉)指令后，經過0.5秒延時后，打開抱閘，料車上行，隨著低段速的選通，電機處于爬行狀態，當PLC檢測到終點信號時，發出停車命令，變頻器封鎖輸出執行OFF2停止，同時關閉抱閘。如此控制抱閘既防止變頻器過流保護，又防止料車下滑。

五、技術性能及特點

以上述方案改造的首鋼遷安鋼鐵廠1號、2號高爐送料系統，自2001年7月投入運行以來，至今電氣部分未出一次故障，料車“掛頂”事故也從未發生過，提高了生產效率，降低了設備維護、運行費用。西門子MM440變頻器可靠性高，控制方便，尤其是低頻特性好值得在起重行業推廣應用。(end)