ACS880變頻器在橋式抓斗起重機上的應用

吳小根

（云錫文山鋅銦冶煉有限公司，云南文山663700）

1 變頻器應用現狀分析

云錫文山鋅銦冶煉有限公司成立于2016年，是一家年產100 kt鋅、60 t銦的冶煉企業。該公司部分橋式起重機抓斗吊采用ABB ACS850變頻器和西門子G120變頻器控制。其中ABB ACS850變頻器在對1#橋式起重機進行控制時，使用情況不穩定，經常報故障，而且所報故障多為變頻器自身的故障，比如安全力矩中斷功能激活、電機電纜和電機短路、變頻器內部故障等，甚至出現燒壞變頻器的情況。經技術人員檢查和查閱說明書，發現都是變頻器的問題。然而，ACS850變頻器為定制產品，目前已停產，市場采購極不方便，需要提前和廠家預定。維修起來也很麻煩，尤其是需要更換變頻器內部零件時，由于零件供貨周期比較長，有些零件甚至已停產購買不了等原因，嚴重影響了車間生產。針對這一情況，該廠亟需研究一個新的變頻器改進、應用方案。

2 變頻器在起重機中應用的改進方案

ACS850變頻器在抓斗起重機設備的起動、運行過程中，經常出現電路板損壞、進出線晶閘管短路等硬件故障。經相關技術員討論，本次改進方案力圖在改動最小、成本最節約的原則下進行。根據起重機的電氣原理圖，最終決定將原變頻器升級為ABB ACS880變頻器。

ACS880變頻器作為ABB的最新產品，其硬件和軟件都在ACS850的基礎上進行了升級，很好地解決了ACS850的硬件問題以及參數設置問題，且應用功能更為強大。ACS880變頻器不僅性能優越，市場供應量也大，方便采購，是替換ACS850變頻器的較佳選擇[1-5]。然而，該系列變頻器在橋式抓斗起重機上還未使用過，云錫文山鋅銦冶煉有限公司的此次改造是該系列變頻器在橋式抓斗起重機上的首次應用。

2.1 橋式抓斗起重機控制特點

橋式抓斗起重機在物料上升或下降時，需要2臺變頻器同步運行，但在某些步驟又需要單獨運行，比如沉降抓料時需要從機開閉斗電機運行，主機升降不運行。

2.2 ACS880與ACS850端子接線

ACS880與ACS850變頻器接線端子分布、控制原理基本相同。橋式抓斗起重機升降、開閉電機變頻器端子接線示意如圖1、圖2所示。

圖1 升降電機變頻器端子接線示意

圖2 開閉電機變頻器端子接線示意

端子設置說明如下：1）DI1設置為正轉運行指令。當DI1與+24 V DC導通，變頻器正轉（主機開、從機升）運行。2）DI2設置為反轉運行指令。當DI2與+24 V DC導通，變頻器反轉（主機閉、從機降）運行。3）DI3設置為速度1。當DI3與+24 V DC導通,變頻器按照速度1的轉速運行。4）DI4設置為速度2。當DI4與+24 VDC導通，變頻器按照速度2的轉速運行。5）DI5設置為速度3。當DI4與+24 V DC導通,變頻器按照速度3的轉速運行。6）DI6主機設置為轉矩/速度切換。當DI6導通，開閉斗動作，升起斗不動作（該指令只有在開閉斗動作時導通，其他狀態時為斷開狀態；從機設置為故障復位）。7）XR01設置為電機冷卻風扇控制NO端子。當變頻器運行時，XR01與COM導通，冷卻風扇運行；當變頻器停機，XR01與COM斷開，冷卻風扇停止。8）XR02設置為變頻器運行故障NO端子，當變頻器運行報故障時，XR02與COM導通，故障指示燈亮。9）XR03設置為制動器控制NO端子。當變頻器運行時，XR03與COM導通，制動器運行；當變頻器停止時，XR03端子繼電器在設置的延時時間后將XR03與COM斷開，制動器停止運行，起到制動作業。10）PA+/PB接制動電阻，消耗制動電流。11）B、bgng、shield為主變頻器與從變頻器傳送連接端子。12）B11輸入信號端子，外部給定頻率。13）B12輸入信號端子，外部給定頻率。

2.3 參數設置對比

根據上述端子設置和設備運行目標，設計電氣原理圖，再根據控制原理圖，參考變頻器說明書逐步進行參數設置。

ACS850與ACS880變頻器都是通過ABB變頻器專有的D2D通信模式實現主從機連接。兩者參數設置大部分是相同的，但也存在差異。

1）參數相同但設置不同。在對ACS880變頻器進行設置時，有部分參數與ACS850參數相同，但設置卻不同。如，ACS850過壓控制參數組為47.01，參數設置為使能，ASC880過壓控制參數組為30.30，參數設置禁用；對于DI02這個端子，ACS880需要將該端子定義為輸入，而ACS850不需要對該端子進行定義，默認為輸入。

2）新增參數。ACS850變頻器沒有61組、62組參數組，在通過D2D通信時，直接默認傳輸數據類型。ACS880變頻器則新增有61組、62組參數組，需要對這兩組參數組的傳輸數據類型進行設置。61參數組具體設置：61.01（主從數據1），選擇設置為狀態字，16位；61.02（主從數據2），選擇設置為實際值1，16位；61.03（主從數據3），選擇設置為實際值2，16位；61.25（主從數據1），設置為實際值4 659。62參數組具體設置：62.01（主從數據1），選擇設置為控制字，16位；62.02（主從數據2），選擇設置為實際值1，16位；62.03（主從數據3），選擇設置為實際值2，16位。

從兩種變頻器參數設置可以看出，ACS880作為ABB變頻器的新生代產品比ACS850的功能要能全面，使用用途更廣。

除了參數設置上的不同外，ACS880與ASC850最大的區別還在于：ACS880變頻器之間數據傳輸除了D2D，還可以選擇DDCS模式，并且對傳輸數據類型可以進行選擇，更靈活實用。ACS850只是默認傳輸數據類型，當數據傳輸出現故障時不方便查找。

3 調試及改進效果分析

參數設置完成后，給變頻器送上電源，由起重機操作人員對行車操作，然后根據操作情況對部分參數進行修改。沉降抓物料的運行轉速直接關系到起重機的抓料速度，一定要設置合理。

在初步調試過程中，發現原來的ACS850不需要對30.30參數進行設置。但更換為ACS880后，如果不對該參數進行設置，僅使用默認值，則變頻器會制動失效，從而導致主從變頻器的制動無法保持一致。所以，在ACS880參數里面一定要將過壓控制參數（30.30）定義為禁止，此時變頻器的制動才生效。

經過調試，該起重機使用正常，運行平穩，故障率比原來低很多。改進前，起重機使用情況不穩定，經常報故障，甚至出現燒壞變頻器的情況。改進后，類似問題得到徹底解決。截至目前為止，該起重機還未出現故障，設備的使用壽命得到延長。同時，該方案還解決了備品備件采購難的問題。從經濟角度上看，ASC880在價格上也比ACS850便宜，節約了設備成本。

綜上所述，此次橋式起重機變頻器改進應用方案充分考慮了成本、周期、施工難度等多方面因素，ACS880變頻器投入運行后，生產運行結果達到預期，為該廠橋式起重機的安全穩定運行提供了堅強的后盾。