ACS600主從式變頻器在干熄焦橫移系統改造中的實施

常瑞坤

摘要： 濟鋼自主設計的第一套國產化干熄焦系統投產后，其提升機在橫移變速時，鋼結構框架晃動嚴重，設備定位不準，機械、電氣故障頻發，給生產帶來嚴重影響。對其采用ABB公司的ACS600主從式變頻器進行了電控改造，改造實施后，滿足了干熄焦生產工藝要求，降低了維護人員的勞動強度，帶來了良好的經濟效益。

關鍵詞： 干熄焦;提升機橫移系統;ACS600變頻器;主從式控制

前言

干熄焦（干法熄焦）過程中，橫移系統負責將載有赤紅焦罐的提升機，從提升井中心位置牽移至熄焦爐爐頂，待紅焦裝入熄焦爐后，再將載有空焦罐的提升機牽移至提升井中心位置。提升機加紅焦罐重達兩百多噸，整個過程運行在距水平面四十八多米的鋼結構框架上，因而，要求機電設備可靠性高，橫移過程中運行平穩，到位能夠實現精確定位。

現狀

濟鋼70噸干熄焦橫移系統改造前，提升機橫移時受兩臺冶金起重用變極調速電機（YZR200L-16/4，4/16KW）驅動，電機通過減速機驅動齒輪，齒輪在固定于鋼結構上的鏈條上運行，系統靠鏈條作用于齒輪的反作用驅動載荷移動。由于整個系統慣性極大，提升機在啟動和高、低速度變換時，振動嚴重，電機伴有異常制動聲音，隨后多次出現橫移減速機底座、絞合齒輪底盤以及相連的主令控制器等設備被拉壞，軌道上的鏈條兩端巨大螺栓被拉斷，電機經常燒損，又由于橫移設備損壞不易修復，類似事故頻繁發生，同時電氣故障頻發，設備的維修恢復大大增加了職工的勞動強度，嚴重影響了生產的正常進行。

改造方案的確定

橫移系統機械設備的損壞，一方面是由于設備的較重慣性太大，再一個原因是由于速度的變化太大，速度變化不平穩沒有過度造成的。

改造前，提升機在橫移時速度的切換是由電機的變極實現的，電機的同步轉速從1500轉/分變為375轉/分，由于設備的慣性較大，實際轉速降不下來，使電機運行瞬間由電動狀態過渡到在發電制動狀態，電機的壽命大大降低，電機經常燒損。

同時電機的運行由接觸器的斷開閉合來控制，由于需要電機反復起動變速，動作頻繁，經常出現繼電器機械動作不良，觸點接觸不良及損壞、粘點，配線松脫等現象，至使電氣控制的故障率較高。

原電氣系統采用一套設備拖兩臺電機，由于機械、電機等設備的原因，有時出現兩臺電機不同步的現象。

兼于上述幾種原因決定對提升機橫移系統采用ACS600主從式變頻器對其實施改造。

因而我們決定采用兩臺ACS600變頻器，一臺變頻器驅動一臺變頻電機（型號：YVP200–4 30KW），兩臺變頻器之間實現主從控制。通過變頻器參數的設定，既可以實現電機的無級調速，又可實現速度的平滑過渡;兩臺變頻器采取主從控制可實現同步運行，又使負載能在變頻器之間實現均勻分配。

改造方案的實施

兩臺橫移電動機同時工作。其中一臺變頻器設為主工作狀態，另一臺為從工作狀態，外部控制信號只與主變頻器連接，主機經由光纖控制從機、主傳動是典型的速度控制，另一臺變頻器跟隨主傳動的速度給定。變頻器控制原理圖如圖1所示。

橫移電動機變頻控制，操作方式設為自動和手動兩種方式，但這兩種方式都是通過PLC實現主變頻器的控制。

變頻器主回路由接觸器合閘，變頻器啟動時，除滿足工藝聯鎖允許啟動條件外，還需滿足條件：變頻器運行準備好，橫移電機冷卻風機及抱閘回路接觸器閉合。

變頻器在滿足下列任意條件時停止運行：1、滿足工藝聯鎖應停止條件。2、變頻器故障。3、橫移電機冷卻風機和抱閘回路的斷路器、接觸器跳閘。

橫移裝置為雙電機并聯工作，提升裝置橫移位置后，兩臺電機同時動作，以低速、高速、再低速三個階段橫移，變速信號由橫移過程中主控制器發出，橫移到提升中或熄室中心線時，定位信號停車，抱閘抱緊。速度的變化見圖2。

變速信號由主令控制器（手動時由手動主令控制器）發出，由PLC輸出形成變頻器的輸入控制點：0：001/10控制“啟∕停”，0：001/11控制電機轉動方向“正轉∕反轉”，0：001/12控制“加速∕減速”（時間長短可由參數設定），0：001/13控制電機的運行速度“低速∕高速”（大小可由參數設定）。

當要求由提升井向熄焦室橫移時，變頻器“啟∕停”及“正轉/反轉”輸入點0：001/11一直處于閉合，“加速/減速”和“低速∕高速”輸入點0：001/12斷開，變頻器正向加速，最后輸出低速。運行到變速點時，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。繼續運行到下一個變速點時：0：001/12、0：001/13斷開，變頻器正向減速，最后輸出低速，運行至停車信號到來后，O：001/10斷開，正向減速直至速度為零，并實現精確定位。當提升裝置由室向井時速度變化和各控制點情況幾乎完全相同，只是“正轉∕反轉”控制點由0變1，其它不變。為了使運行速度切換時平穩，達到最佳運行效果，經反復試車對原始的加減速時間及低速高速參數經行了修改調整。

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I：045/11、I：045/12、I：05/13分別表示從機的就緒、運行和故障。這六個輸入點用作司機室內就地指示，同時經DH+網傳入主控室上位機在工藝流程中用作集中監控。

兩臺主從變頻器安裝于通風防塵好、振動小的提升機平臺配電室內，在控制現場僅安裝控制變頻器啟動/停止和變速的手動主令控制器;自動/手動轉換開關和轉速表，選用帶屏蔽的控制電纜并做好接地措施，控制電纜與動力電纜分槽敷設，以提高抗干擾的能力。

實施改造效果

改造后，設備運行平穩、定位精確，電氣、機械設備故障大幅降低，大大提高了提升機橫移運行的穩定性和可靠性，達到了改造目的，每年節約備件及維修費用十幾余萬元，同時由于提高了干熄率，發電量及蒸汽產量穩步增加，生產每年增創經濟效益幾十萬元。