倾动电机特性

XDA-V11122型。XDA-V11122型主令控制器与PLC之间进行电压模拟量输入，电压范围为-10V～+10V。当输入电压-10V～0V时，电机反转；当输入电压0V～+10V时，电机正转。在PLC程序中，将-10V～＋l0V的范围对应划分为-27648～＋27648数字范围。当输入在-27648～-300时，电机反转；在300～27648时，电机正转；在-300～＋300时，电机不动，防止控制器漂移而发生误动。 4山东某钢铁集团50T转炉工艺参数 该钢铁集团50T转炉工程为新建项目，采用了当时国内外先进的控制工艺、控制技术，项目于2003年7月一次性投运成功。该转炉倾动部分的主要工艺参数如下： 转炉公称容量：50T 额定倾动力矩：1000kN.m 最大事故力矩：2300 kN.m 倾动速度：0.2～1.0rpm 总传动比：563.08 倾动电机：YGP315M-8，45kW，电机为辊道用变频调速三相异步电动机，定子Y接， H级绝缘，工作制S5（40%），cosΦ=0.76，额定电流85.9A,额定转矩659.1N.m。 5 JD-BP32系列变频器产品特点 JD-BP32系列变频器是山东新风光电子科技发展有限公司采用全新理念自主开发的一系列高性能，简易型、低噪音变频器。在提高稳定性的前提下增加了简易PLC、实用的PI调节，灵活的输入输出端子、参数在线修改、自识别信号传输故障、停电和停机参数存储、定长控制、摆频控制、RS485控制、现场总线控制等一系列实用先进的运行、控制功能。为设备制造和终端客户提供了集成度高的一体化解决方案，对降低系统采购和运营成本，提高系统可靠性具有极大的帮助。 JD-BP32系列变频器产品技术参数如表2所示。 表2 JD-BP32系列变频器产品技术参数 项目 输入 额定电压/频率 变动容许值 额定电压 输出 频率范围 频率解析度 过载能力 调制方式 控制方式 频率精度 频率分辨率 起动频率 标准规范 三相 380V；50Hz/60Hz 电压：-20% ～ +20％ 电压失衡率：<3% 频率：±5％ 380V 0Hz～500Hz 0.01Hz 150%额定电流1min，180%额定电流3s 优化空间电压矢量SVPWM调制 空间电压矢量SVPWM控制（具有最优低频死区补偿特性） 数字设定：最高频率×±0. 01%；模拟设定：最高频率×±0.2% 数字设定：0.01Hz；模拟设定：最高频率×0.1% 0.40Hz～20.00Hz 转矩提升 V/FFFFF曲线 自动转矩提升，手动转矩提升0.1%～30.0% 五种方式：恒转矩V/F曲线、1种用户定义多段V/F曲线方式和3种降转矩特性曲线方式(2.0次幂、1.7次幂和1.2次幂) 两种方式：直线加减速、S曲线加减速；七种加减速时间，时间单位(min/s)可选 ，最长6000min 直流制动开始频率：0～15.00Hz 加减速曲线 直流制动 制动时间：0～60.0s 制动电流：0～80％ 能耗制动 内置能耗制动单元，可外接制动电阻 点动频率范围：0.1Hz～50.00Hz,点动加减速时间0.1～60.0s 可方便地构成闭环控制系统 通过内置PLC或控制端子实现多段速运行 可实现预置频率、中心频率可调的摆频功能 当电网电压变化时，维持输出电压恒定不变 根据负载情况，自动优化V/F曲线，实现节能运行 对运行期间电流自动限制，防止频繁过流故障跳闸 到达设定长度后变频器停机 具有RS485标准通讯接口，支持ASCII和RTU两种格式的MODBUS通讯协议。具有主从多机联动功能 操作面板给定；控制端子给定；串行口给定；可三种方式切换 键盘模拟电位器给定；键盘▲、▼键给定；功能码数字给定；串行口给定；端频率设定通道 子UP/DOWN给定；模拟电压给定；模拟电流给定；脉冲给定；组合给定；可多种给定方式随时切换 主要控点动 制功能 内置PI 多段速运行 纺织摆频 自动电压调整(AVR) 自动节能运行 自动限流 定长控制 通讯功能 运行命令通道 运行功开关输入通道 能 模拟输入通道 模拟输出通道 正、反转指令；8路可编程开关量输入，可分别设定35种功能。 2路模拟信号输入，4～20mA、0～10V可选 模拟信号输出， 4～20mA或0～10V可选，可实现设定频率、输出频率等物理量的输出 开关、脉冲输出1路可编程开路集电极输出；1路继电器输出信号；1路0～20kHz脉冲输出信通 道 操作 面板 LED数码显示 外接仪表显示 按键锁定 参数拷贝 号，实现各种物理量输出 可显示设定频率、输出电压、输出电流等参数 输出频率、输出电流、输出电压显示等物理量显示 实现按键的全部锁定 使用远控键盘可以实现变频器之间的功能码参数拷贝功能。 过流保护；过压保护；欠压保护；过热保护；过载保护等 制动组件；远程操作面板；远程电缆；键盘安装座等 使用场所 海波高度 环境温度 湿度 室内，不受阳光直射，无尘埃、腐蚀性气体、油雾、水蒸汽等 低于1000m（高于1000m时需降额使用） －10℃～＋40℃ 小于90%RH，无结露 保护功能 任选件 环境 振动 存储温度 小于5.9m/s（0.6M） －20℃～＋60℃ IP20（在选用状态显示单元或键盘的状态下） 强制风冷 2结构 防护等级 冷却方式 6 具体调试过程 由于工艺需要需要经常频繁摇炉，再加上自身重量和炉内料的重量达160吨左右，负载惯性大，为确保在任意位置不下滑，每台电机的机械抱闸何时打开、何时关闭是调试的关键。在实际调试过程中，经过反复实验，选择四台电动机额定电流值之和的空载值（30～35%），此时电机已建立起足够大的电磁转矩，通过与PLC配合，制动器可以打开。这样可以避免出现“溜车”现象。 由于转炉变频器是“一拖四”控制，所以变频控制只能采用“V/F”控制，为了提高变频器在低速的转矩，启动时应加上一个合适的提升电压。 电压提升参数：P0.09=6% 启动时电压提升的数值。P0.10=10Hz 转矩提升截止频率。变频器主要调试参数如表3所示。 表3 变频器主要调试参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 P0.01=6 频率给定通道选择 P0.04=00 运转方向设定 P0.06=40 最大输出频率 P0.07=50 基本运行频率 P0.09=6 转矩提升 P0.10=10 转矩提升截止频率 P0.12=2 载波频率 P0.16=0 加减速时间单位 P0.17=2 加速时间 P0.18=2 减速时间 P2.01=3 启动频率 P2.05=1 停机方式 P4.00=9 三线式运转控制 P4.02=17 故障复位 P4.12=0 变频器运行信号 P4.13=15 变频器故障信号 P4.17=1 输出电流 然后根据工艺要求，变频器与PLC控制系统连接信号主要有：正转运行，反转运行，急停，复位，变频器运行信号（开抱闸信号）和变频器故障信号。根据现场接线图5示。

图5 变频器与PLC接线图

7 现场使用情况

转炉倾动电机的具体控制过程如下：

（1）起动过程

当系统准备运行时，变频器主回路各开关及接触器接通，主令控制器将模拟量数值输入PLC中，通过主令控制器输入的正负值，PLC判断变频器正、反转，对主令控制器的输入值取绝对值后作为变频器的速度控制而输出，变频器无故障的情况下开始运行，开闸信号（根据变频器输出电流是否到达所需的电机电流的幅值）由PLC给出，转炉倾动电机开始转动且转速上升至给定值。

（2）停车

当主令控制器打到停机位后，PLC发出停车指令，变频器封锁输出，抱闸关闭，转炉倾动停止转动。

（3）故障

当变频器发生故障后，其故障信号输入PLC中，抱闸关闭，同时PLC发出报警。

8结束语

2003年7月1日，整个转炉工程投入使用。相比于钢厂内其它转炉倾动直流调速控制，变频调速具有维护费用低，运行时动作响应快，运行平稳等特点，避免了溜车、钢水外溅事故的发生。转炉倾动多年平稳运行，印证了调试风光JD-BP32-T系列变频器的方案是可行的。