《轉爐傾動論文》PPT課件.ppt

1、變頻器主從半自動切換調速系統(tǒng)在轉爐傾動傳動中的應用,攀鋼信息工程公司技術中心 研發(fā)部 羅斌 2010.06.02,自我介紹,各位評委好! 我是羅斌,39歲,在攀信公司技術中心研發(fā)部工作. 1991年畢業(yè)于四川大學無線電系電子技術專業(yè). 1991年分配到攀鋼線材廠從事電氣維護工作. 2005年初調動到托日公司設計調試部,從事電氣設計調試工作. 2010年7月調動到攀信公司技術中心研發(fā)部工作.,1.項目介紹,攀鋼煉鋼廠1、2、3號轉爐始建于七十年代初期，從投產至今已有三十多年的歷史。該轉爐標稱120噸，爐體總重五百余噸。冶煉周期約45分鐘，吹煉時間為22分鐘左右。上世紀90年代，轉爐傾動傳動系統(tǒng)已

2、經由最初的F-D機組供電改造為西門子6RA24直流傳動控制，采用4臺82KW的直流電機并聯(lián)拖動。,2.老轉爐傾動直流調速結構圖,結構特點:1.)采用西門子6RA24主控板作為直流傳動的核心控制器件.2.)采用國產脈沖放大板對6RA24主控板的觸發(fā)脈沖進行放大.3.)采用國產晶閘管整流橋進行整流擴容.4.)4臺直流電機并聯(lián)運行.缺點:1.)系統(tǒng)整體穩(wěn)定性差.2.)直流電機維護工作量大.3.)系統(tǒng)老化嚴重.,3.轉爐傾動系統(tǒng)改造方案,3.1 原傾動直流傳動系統(tǒng)及直流電機拆除,另外為每座轉爐選用四臺西門子的6SE70系列的變頻器，分別驅動一臺交流電機，組成轉爐的傾動主從傳動系統(tǒng)。當傾動主從傳動系統(tǒng)中

3、任意一臺變頻器或電機出現(xiàn)故障時，剩余的三臺變頻器和電機仍然可以正常驅動轉爐傾動，好處是顯而易見的。 3.2 傾動減速機利舊。 3.3 氧槍提升的6RA24和直流提升電機也棄用，改用一臺6SE70系列的變頻器驅動一臺交流電機作為轉爐的氧槍提升之用。,3.轉爐傾動系統(tǒng)改造方案,轉爐本體控制PLC,傾動傳動控制PLC,4、傾動電機的選型及負載核算4.1傾動電機的選型 要求新選電機的中心標高低于原來的直流電機的中心標高,并且新選電機的轉矩不低于原直流電機的轉矩. 根據上海南洋電機廠的電機規(guī)格表，轉爐傾動傳動選用四臺型號為YTSZ315L-8的交流電機同步驅動。電機的參數(shù)：電機型號：YTSZ315L-8

4、 功 率：132KW額定電流：265A 額定轉速：735轉/分鐘額定轉矩：1680.8N*m 過載倍數(shù)：2.8倍轉動慣量：6.82Kg*m2 重 量：1160Kg,4、2 轉爐傾動電機負載的核算 轉爐傾動電機負載的核算包括最大傾動力矩和傾動加速時間兩項。 轉爐在正常工作時由四臺同步主從運行的交流電機驅動，此時轉爐最大頃動力矩是325T*M。在故障狀態(tài)時（凍爐或塌爐），轉爐最大頃動力矩為826.325T*M。因此只需要核算四臺交流電機能否滿足轉爐凍爐事故狀態(tài)的傾動即可。,傾動轉矩的核算,凍爐事故力矩：M=826(T*M)，傾動角為550，凍爐事故傾動力矩換算到單臺電機軸上：,單臺電機的最大轉矩：

5、,由于單臺電機的最大轉矩4704N*M大于凍爐事故傾動時所需的單臺電機轉矩3258.5N*M，所以電機滿足轉爐凍爐傾動最大轉矩的要求。,傾動加速時間的核算,正常生產時，當轉爐以每分鐘1轉的速度傾動時，所需傾動力矩為325T*M，電機轉速為735轉/分鐘。傾動力矩作為阻力矩換算到單臺電機軸上 :,所以單臺電機的加速力矩為：,減速機構的慣性矩取轉爐慣性矩的20%。機械系統(tǒng)的慣性矩換算成電動機軸上的飛輪矩 :,傾動加速時間的核算,電機從零速加速到額定轉速所需的加速時間為：,t=2.2S+1.5S=3.7S,由上述計算可知，完全滿足轉爐傾動4.51S的啟動加速時間要求,考慮到交流電機啟動勵磁所需時間取

6、1.5S，則轉爐傾動啟動時間t為：,5、變頻器傳動裝置容量的選擇,在凍爐或塌爐的故障狀態(tài)時，轉爐最大頃動力矩為826.325T*M，凍爐事故傾動力矩換算到單臺電機軸上的力矩為3258.5N*M，電機的額定轉矩為1680 N*M，此時電機的過載倍數(shù)為：,查西門子SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制三相交流傳動系統(tǒng)電壓源型變頻調速產品樣本，選用型號為6SE7035-1EK60的變頻器。 6SE7035-1EK60變頻器參數(shù)： 電源電壓：AC400V 功率容量：250KW 額定輸出電流：510A 最大輸出電流：694A,=3258.5/1260=1.94倍, 所以此時電機電流為265A

7、*1.94=514A 為確保變頻器裝置安全運行，裝置的最大電流容量還要在電機最大電流的基礎上放大1.21.3倍： 所以變頻器最大輸出電流Ivvvf=514A*1.3=668A,6、主從半自動切換調速系統(tǒng)的組成和控制原理,6.1 主從半自動切換調速系統(tǒng)的組成,表一、S7 300 PLC 與變頻器主機交換的信號,表二、S7 300 PLC 與變頻器從機交換的信號,6、2 主從半自動切換調速系統(tǒng)的控制原理,傳動主機變頻器的固定,電流限幅:200%-27648,傳動從機變頻器的可變,電流限幅,取自于主機的,實際電流值,主機,從機電流同步的控制原理,系統(tǒng)里四臺變頻器的所有參數(shù)設置完全相同，叢機跟隨主機同

8、步運行是依靠把主機的速度調節(jié)器輸出K0153作為從機的轉矩限幅信號來實現(xiàn)的。每臺變頻器上傳給CPU317的第3個字都是它自己的速度調節(jié)器輸出信號K0153。CPU317下傳給被選為主機的變頻器的第3個字是固定為200%的計算機值，即27648。主機變頻器以200%作為電流限幅，以Speed Ref速度給定運行。CPU317同時下傳給被選為從機的三臺變頻器的第3個字是主機的的速度調節(jié)器輸出信號K0153，從機就是以這個信號作為自己的轉矩限幅。主機和從機都工作于速度閉環(huán)控制，系統(tǒng)以Speed Ref給定速度運行，從機的速度給定是主機速度給定的1.05倍，從機的速度環(huán)逐漸趨于飽和，從機和主機的輸出電

9、流、轉矩處處相等。極端狀態(tài)下，由于某種原因使得從機電機的連接軸與減速機突然脫開時，從機電機的速度只能增加5%，該從機的速度環(huán)退出飽和狀態(tài)，而按照1.05倍Speed Ref的速度運行，避免出現(xiàn)飛車的現(xiàn)象。,表三、變頻器關鍵參數(shù)設置,7、系統(tǒng)投運調試,7.1首先空載試車: 將轉爐傾動系統(tǒng)四臺電機與減速機的連接接手分斷，然后對每臺變頻器設置參數(shù)。四臺變頻器的參數(shù)除P918（DP網站號）不同，其余參數(shù)完全相同。參數(shù)設置完成后，分別在本地控制狀態(tài)下，單獨對每臺變頻器進行電機參數(shù)完全辨識優(yōu)化運行（P115=3）。辨識優(yōu)化運行都通過后，四臺變頻器都切換到DP網控制，確保S7 400 PLC、S7 300

10、PLC和變頻器之間的DP通訊正常，在操作臺任選一臺變頻器作為主機，進行傾動操作，四臺電機應該同步運行。通過DriveMonitor監(jiān)控四臺電機運行，電流應該同步平衡，三臺從機的速度是主機速度的1.05倍。糾正旋轉方向錯誤電機的接線相序。,7.2 帶機械負載試車: 停車停電后，將四臺電機與減速機的接手進行連接，然后再送電進行帶載試車。帶載試車應該確保轉爐傾動限位開關功能正常并合理調整傾動抱閘動作參數(shù)。繼續(xù)用DriveMonitor監(jiān)控四臺電機運行，電流應該同步平衡。,9.結語,在轉爐傾動這樣的要求高可靠性、高連續(xù)性運行的傳動場合，主從半自動切換調速系統(tǒng)是一種很好的應用選擇。主從半自動切換調速系統(tǒng)

11、確保了設備可靠、連續(xù)地作業(yè)運行。,參考文獻,參考文獻內容： 1 “全數(shù)字直流調速裝置在轉爐傾動供電系統(tǒng)中的應用”，裴福昌，1999. 2 SIEMENS CUVC主從控制的應用. SIEMENS自動化與驅動集團，2007 3 西門子SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制三相交流傳動系統(tǒng)電壓源型變頻調速產品樣本,工作實例一,2005年:軌梁廠型鋼矯直機及輥道改造項目 1.)負責電氣傳動系統(tǒng)設計. 2.)通過計算,確認矯直機直流傳動可以利舊,完全滿足改造后的矯直機生產需要,節(jié)約了項目成本. 3.)矯直機及輥道傳動的編程調試.(采用SIEMENS 6RA70變流器) 難點:2臺直流電機以

12、主機從機的方式同步運行,主機工作于速度閉環(huán)方式,從機工作于轉矩控制方式,從機的轉矩給定來自于主機的速度調節(jié)器輸出信號.,工作實例二,2005年,攀成鋼340連軋管工程: 1.)負責該工程熱軋線三大主機區(qū)及冷床區(qū)輔助傳動系統(tǒng)的設計.(采用ABB ACS800,SIEMENS M440變頻器) 2.)負責工該程熱軋線三大主機區(qū)及冷床區(qū)輔助傳動系統(tǒng)的現(xiàn)場調試.在現(xiàn)場調試中,和ABB公司負責軋機主傳動和基礎自動化控制的工程師緊密合作,甚至為另一位工程參與方上海海德公司提供技術支持,幫助他們調試,為340工程提前完成熱負荷試車和投產作出了貢獻,從而使攀信公司的工程實力給攀成鋼留下了很好的印象.,工作實例

13、三,2005年,攀鋼2#方坯連鑄工程 1.)負責該工程出坯輥道系統(tǒng)的控制和傳動設計,編程,調試工作.(采用SIEMENS S7300 PLC和M440變頻器) 難點在于:輥道控制系統(tǒng)和前面的出坯臺車,還有后面的軌梁橫移臺架系統(tǒng)都要作好通訊聯(lián)鎖,確保出坯生產節(jié)奏連續(xù).,工作實例四,2006年,軌梁廠950生產線改造性大修項目: 1.)負責該項目傳動系統(tǒng)的設計,編程,調試.(采用SIEMENS S7300 PLC和6SE70變頻器) 解決2個難點問題: a.網絡問題 b.950軋機壓下同步問題 該項目被評為2006年度托日公司優(yōu)秀項目.,工作實例五,2007年,米易白馬鐵礦泵站項目 采用SIEME

14、NS S7300 PLC 1.)泵站自動化控制系統(tǒng)的設計. 2.)編程和現(xiàn)場調試.,工作實例六,2008年,攀鋼1#板坯后區(qū)改造項目 負責傳動系統(tǒng)的設計,編程和現(xiàn)場調試.(采用SIEMENS S7400 PLC和M440變頻器) 工期非常緊張,原定15天的工期改為7天,還是按期完成了熱負荷試車.,工作實例七,2009年,二酸洗搬遷工程 1.)控制系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的參數(shù)備份. 2.)在攀宏現(xiàn)場保護性拆除時進行技術指導. 3.)在清白江現(xiàn)場安裝時進行技術指導. 4.)現(xiàn)場調試.采用AB logic control 5000 PLC和1395變流器. 由于搬遷的AB公司的1395直流傳動系統(tǒng)受現(xiàn)場酸性空氣的腐蝕,嚴重老化,6臺裝置出現(xiàn)勵磁故障. 我對這6臺裝置進行了拆解檢查,用了3天的時間才找到故障點-由于酸氣腐蝕,裝置的勵磁脈沖板的敷銅板銅皮斷裂!進行相應處理后,這6臺裝置全部修復.當時由于1395已經停產,所以,對裝置的修復,節(jié)約的不僅是金錢. 由于是搬遷項目,所以難度極大,最后,該項目還是按期投產.,工作實例八,2009-2010年