雙料車雙電機變頻控制系統應用

陶昌民

摘 要： 隨著我國現代化進程的不斷加快。作為整個鋼鐵生產中的重要環節，高爐煉鐵工藝中高新技術的應用尤為重要。高爐上料卷揚系統是煉鐵生產中的關鍵設備，主要作用是將煉鐵所需的各種原料源源不斷地送到高爐內，保證高爐煉鐵的正常需要，而整個高爐上料卷揚系統的核心就是料車的主提升設備。本文詳細介紹高爐主卷揚上料設備及變頻系統的配置情況，了國內鋼鐵行業的雙電機變頻控制系統的控制功能及參數設置。

關鍵詞：雙變頻控制

中圖分類號：TP271 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）05-0229-01

一、系統配置

1.上料設備

主卷電動機為YTSZ355L-4交流變頻調速三相異步電動機2臺，3相380V，315kW。

抱閘制動器 ED301/6電力液壓推動器2臺，功率550W，額定推力3000N，行程60mm。

正常卷揚能力（KN）：110；變頻調速三相電動機功率：315kw，50Hz最大卷揚能力（KN）：140；卷揚速度（m/s）：2-44；卷筒直徑：1850mm；鋼絲繩直徑：38mm 料車：8.5m3

2.變頻控制系統

主卷揚電機配套4臺變頻柜，通過控制切換柜內8臺LC1-D620接觸器進行完全切換。變頻器均采用西門子公司產品，6SE7037-0EK60。每臺變頻器配置西門子6SE7037制動單元1臺。

爐頂溜槽旋轉電機7.5KW，配套西門子公司6SE7021-3EB62 變頻器2臺，一用一備，并配制動電阻RXHG-1000W/80 2只。

爐頂溜槽傾動電機5.5KW，配套西門子公司6SE7021-3EB61 變頻器2臺。

成套變頻柜預留相應外接PLC和主令控制接線端子排，控制切換柜設有主卷抱閘控制回路及主令控制回路。

二、控制系統設計

主卷揚變頻控制系統具有上位機自動、手動和機旁手動三種操作方式。上位機自動操作方式主要通過高爐本體西門子400PLC與料車上料西門子300PLC共同自動控制上料。

主卷揚料車設高、中、低、彎軌速度四級速度控制由變頻器多段轉速設定，滿足技術、生產工藝對上料時間的要求，低、中、高速、彎軌速度分別設為7、 25、45、5Hz。為保證料車起動平穩，變頻器加速模式按雙S型設定，保證料車出料坑時低速，出料坑后盡快平穩達到高速，料車到達爐頂前快速平穩減至低速，到達彎軌時變為5Hz確保準確停車，提高料車運行的安全性；根據生產需求各速度段時間均可調節，以便達到最佳運行狀態。

用主令控制器實現主卷揚料車加減速及行程極限控制，主卷揚左右料車行程極限均分為上限、下限、減速一、減速二、低速檢查等。

變頻器外配有制動單元、制動電阻結合機械抱閘，實現準確停車。

三、設計、運行過程中相關問題探討

高爐主卷揚是高爐上料系統的心臟，高爐冶煉原料必須通過主卷揚料車輸送至爐缸內，所以，它的穩定運行直接關系到高爐的正常生產。現就其變頻控制系統設計、運行過程中相關問題進行分析。

1.變頻器選型

高爐上料卷揚系統的特點是主卷電動機工作頻繁，負荷重，啟動轉矩要求高，要求有足夠的提升、運載能力，上料量及上料速度要滿足高爐強化生產的要求，所以變頻選型時首先要注重可靠性。

2.變頻器故障復位

由于變頻器的保護功能很強，在實際運行時變頻器故障保護很正常，因此，一旦變頻器故障不要自動復位，因為故障原因可能依然存在，自動復位繼續運行會存在安全隱患。這時應將控制模式切換至手動模式，再進行變頻復位，必要時先檢查故障原因。

3.制動單元、制動電阻的選配

對雙料車卷揚上料系統在上料運行過程中變頻器均工作在第1象限，在料車定位停車時，除采用機械抱閘制動外，還要求變頻器實現能耗制動，防止變頻器制動停車時直流母線泵升電壓過高報警甚至損壞變頻器。

4.變頻器的沖擊電流與運行電流

主卷變頻器運行時頻率和輸出電流變化曲線，谷峰電流出現在一段加速將結束時（約5.5s），均不超過變頻器額定電流。

5.獨立的PLC控制系統

高爐上料變頻柜控制系統采用了一套西門子300PLC來完成基本的聯鎖及控制，減少了原繼電控制回路的繼電器等分離元件，減少了總控PLC與變頻柜之間的連線，使上料變頻柜自成一個小系統，提高了整個系統的可靠性，同時也便于設備單獨調試運行。

四、結語

高爐主卷揚上料系統均采用西門子變頻器加制動單元、制動電阻進行調速控制，在系統調試運行過程中，發現了一些設計隱患和不足，通過不斷改進，目前設備運行平穩，料車停車位置準確。

參考文獻

[1]李永剛.高爐主卷揚雙料車變頻控制系統[J]，鄭州大學出版社，2006，（1）

[2]王曉柏等.以變頻器為核心的高爐卷揚控制系統變頻器世界[J].變頻器世界，2004，1