ACS600主从式变频器在干熄焦横移系统改造中的实施

常瑞坤

摘要： 济钢自主设计的第一套国产化干熄焦系统投产后，其提升机在橫移变速时，钢结构框架晃动严重，设备定位不准，机械、电气故障频发，给生产带来严重影响。对其采用ABB公司的ACS600主从式变频器进行了电控改造，改造实施后，满足了干熄焦生产工艺要求，降低了维护人员的劳动强度，带来了良好的经济效益。

关键词： 干熄焦;提升机横移系统;ACS600变频器;主从式控制

前言

干熄焦（干法熄焦）过程中，横移系统负责将载有赤红焦罐的提升机，从提升井中心位置牵移至熄焦炉炉顶，待红焦装入熄焦炉后，再将载有空焦罐的提升机牵移至提升井中心位置。提升机加红焦罐重达两百多吨，整个过程运行在距水平面四十八多米的钢结构框架上，因而，要求机电设备可靠性高，横移过程中运行平稳，到位能够实现精确定位。

现状

济钢70吨干熄焦横移系统改造前，提升机横移时受两台冶金起重用变极调速电机（YZR200L-16/4，4/16KW）驱动，电机通过减速机驱动齿轮，齿轮在固定于钢结构上的链条上运行，系统靠链条作用于齿轮的反作用驱动载荷移动。由于整个系统惯性极大，提升机在启动和高、低速度变换时，振动严重，电机伴有异常制动声音，随后多次出现横移减速机底座、绞合齿轮底盘以及相连的主令控制器等设备被拉坏，轨道上的链条两端巨大螺栓被拉断，电机经常烧损，又由于横移设备损坏不易修复，类似事故频繁发生，同时电气故障频发，设备的维修恢复大大增加了职工的劳动强度，严重影响了生产的正常进行。

改造方案的确定

横移系统机械设备的损坏，一方面是由于设备的较重惯性太大，再一个原因是由于速度的变化太大，速度变化不平稳没有过度造成的。

改造前，提升机在横移时速度的切换是由电机的变极实现的，电机的同步转速从1500转/分变为375转/分，由于设备的惯性较大，实际转速降不下来，使电机运行瞬间由电动状态过渡到在发电制动状态，电机的寿命大大降低，电机经常烧损。

同时电机的运行由接触器的断开闭合来控制，由于需要电机反复起动变速，动作频繁，经常出现继电器机械动作不良，触点接触不良及损坏、粘点，配线松脱等现象，至使电气控制的故障率较高。

原电气系统采用一套设备拖两台电机，由于机械、电机等设备的原因，有时出现两台电机不同步的现象。

兼于上述几种原因决定对提升机横移系统采用ACS600主从式变频器对其实施改造。

因而我们决定采用两台ACS600变频器，一台变频器驱动一台变频电机（型号：YVP200–4 30KW），两台变频器之间实现主从控制。通过变频器参数的设定，既可以实现电机的无级调速，又可实现速度的平滑过渡;两台变频器采取主从控制可实现同步运行，又使负载能在变频器之间实现均匀分配。

改造方案的实施

两台横移电动机同时工作。其中一台变频器设为主工作状态，另一台为从工作状态，外部控制信号只与主变频器连接，主机经由光纤控制从机、主传动是典型的速度控制，另一台变频器跟随主传动的速度给定。变频器控制原理图如图1所示。

横移电动机变频控制，操作方式设为自动和手动两种方式，但这两种方式都是通过PLC实现主变频器的控制。

变频器主回路由接触器合闸，变频器启动时，除满足工艺联锁允许启动条件外，还需满足条件：变频器运行准备好，横移电机冷却风机及抱闸回路接触器闭合。

变频器在满足下列任意条件时停止运行：1、满足工艺联锁应停止条件。2、变频器故障。3、横移电机冷却风机和抱闸回路的断路器、接触器跳闸。

横移装置为双电机并联工作，提升装置横移位置后，两台电机同时动作，以低速、高速、再低速三个阶段横移，变速信号由横移过程中主控制器发出，横移到提升中或熄室中心线时，定位信号停车，抱闸抱紧。速度的变化见图2。

变速信号由主令控制器（手动时由手动主令控制器）发出，由PLC输出形成变频器的输入控制点：0：001/10控制“启∕停”，0：001/11控制电机转动方向“正转∕反转”，0：001/12控制“加速∕减速”（时间长短可由参数设定），0：001/13控制电机的运行速度“低速∕高速”（大小可由参数设定）。

当要求由提升井向熄焦室横移时，变频器“启∕停”及“正转/反转”输入点0：001/11一直处于闭合，“加速/减速”和“低速∕高速”输入点0：001/12断开，变频器正向加速，最后输出低速。运行到变速点时，0：001/10及0：001/11仍保持闭合，0：001/12、0：001/13接通，变频器正向加速，变频器最后输出高速。继续运行到下一个变速点时：0：001/12、0：001/13断开，变频器正向减速，最后输出低速，运行至停车信号到来后，O：001/10断开，正向减速直至速度为零，并实现精确定位。当提升装置由室向井时速度变化和各控制点情况几乎完全相同，只是“正转∕反转”控制点由0变1，其它不变。为了使运行速度切换时平稳，达到最佳运行效果，经反复试车对原始的加减速时间及低速高速参数经行了修改调整。

变频器端子块X25继电器输出R012R013输出到PLC的I：045/06表示横移变频器就绪;

变频器端子块X26继电器输出RO22RO23输入到PLC的I：O45/07表示横移变频器运行;

变频器端子块X27继电器输出R032R033输入到PLC的I：045/10表示横移变频器故障。

同时I：045/11、I：045/12、I：05/13分别表示从机的就绪、运行和故障。这六个输入点用作司机室内就地指示，同时经DH+网传入主控室上位机在工艺流程中用作集中监控。

两台主从变频器安装于通风防尘好、振动小的提升机平台配电室内，在控制现场仅安装控制变频器启动/停止和变速的手动主令控制器;自动/手动转换开关和转速表，选用带屏蔽的控制电缆并做好接地措施，控制电缆与动力电缆分槽敷设，以提高抗干扰的能力。

实施改造效果

改造后，设备运行平稳、定位精确，电气、机械设备故障大幅降低，大大提高了提升机横移运行的稳定性和可靠性，达到了改造目的，每年节约备件及维修费用十几余万元，同时由于提高了干熄率，发电量及蒸汽产量稳步增加，生产每年增创经济效益几十万元。