摘 要：采用ABB公司兩套DCS600直流傳動(dòng)裝置擴(kuò)容構(gòu)成12脈波直流調(diào)速系統(tǒng)改造主井提升機(jī)，使提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，調(diào)速精度更高。
關(guān)鍵詞：提升機(jī)；直流傳動(dòng)；DCS600；效果
Application of ABB DCS600 DC Drive Equipment on the Hoist
SU Zheng—fei
（Xlnji No．2 Coal Mine of State—own Xinji Energy Co．Ltd，Huainan 232172，China）
Abstract：Transformed main well hoist by adopting two sets of DCS600 DC drive equipment of ABB Company，improving its capacity to form 1 2一pulse DC speed adjusting system，to make the hoist drive system more sta—ble，to make the precision of speed adjusting higher．
Key words：hoist；DC drive equ ipment；DCS600；effect
1 存在問題
主井提升機(jī)采用2 250 kW直流電機(jī)傳動(dòng)，整流變壓器采用Y／△X方式給調(diào)速裝置供電，二次電壓相位相差30°，2套4象限可逆直流調(diào)速裝置并聯(lián)運(yùn)行構(gòu)成l2脈波直流調(diào)速系統(tǒng)。直流調(diào)速裝置使用ABB公司PAD800系列直流調(diào)速裝置，該調(diào)速裝置存在故障率高、穩(wěn)定性差、調(diào)速精度不高、系統(tǒng)擾動(dòng)大、系統(tǒng)超調(diào)量大等問題。而且PAD800直流傳動(dòng)裝置是ABB公司多年以前的淘汰產(chǎn)品，備件無法購買，一旦調(diào)速裝置的主板或者軟件單元等部件損壞，將面臨礦井停產(chǎn)等后果。
2 改造方案
2．1 系統(tǒng)構(gòu)成
調(diào)速裝置使用2套DCS600 150A小容量直流調(diào)速裝置，對(duì)其動(dòng)力單元進(jìn)行擴(kuò)容至3355 A。使用ABB公司APC控制器與DCS600直流調(diào)速裝置通訊、APC再與提升系統(tǒng)主控制器MASTER PIECE200／1可編程序控制器通訊方式，構(gòu)成FieldBus現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)。該調(diào)速裝置具有電流和速度自適應(yīng)控制、速度、電流PID閉環(huán)控制、加減速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制、FIELDBUS通訊功能。具備短路、過載、過電壓、失磁、缺相、過速、測速反饋丟失、觸發(fā)脈沖丟失、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、風(fēng)機(jī)保護(hù)、快熔保護(hù)、壓敏電阻保護(hù)、防串?dāng)_保護(hù)、阻容吸收保護(hù)、電流斷續(xù)點(diǎn)過大保護(hù)等。
2．2 系統(tǒng)的控制方式
直流調(diào)速系統(tǒng)采用滿磁場最大力矩電樞換相控制方式。最大力矩控制方式控制張力精度高、能很好的發(fā)揮電機(jī)的能力，這種控制方式比恒功率比例控制方式有很多優(yōu)點(diǎn)，也是現(xiàn)代提升機(jī)直流傳動(dòng)控制普遍采用的控制方式。直流調(diào)速裝置可6脈動(dòng)運(yùn)行、12脈動(dòng)運(yùn)行。單柜6脈波運(yùn)行時(shí)，直流調(diào)速裝置使用速度控制系統(tǒng)。當(dāng)直流調(diào)速系統(tǒng)并聯(lián)12脈波運(yùn)行時(shí)，調(diào)速裝置分主調(diào)速裝置和從調(diào)速裝置。主調(diào)速裝置工作于速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)方式，即使用速度閉環(huán)、力矩閉環(huán)、電樞電流閉環(huán)方式。從調(diào)速裝置使用力矩調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即力矩閉環(huán)、電樞電流閉環(huán)。主調(diào)速裝置速度環(huán)的輸出作為從調(diào)速裝置力矩環(huán)的輸入信號(hào)。也可以使主調(diào)速裝置工作在速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從調(diào)速裝置工作在電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即主調(diào)速裝置力矩環(huán)的輸出作為從調(diào)速裝置電流環(huán)的輸入。根據(jù)提升機(jī)電機(jī)的參數(shù)：Pe=2250kW，Ne=50.13，滾筒直徑D=4 m，傳動(dòng)比,I=1，傳動(dòng)效率為1，可計(jì)算出主要的傳動(dòng)參數(shù)：
提升機(jī)的速度為
V=PIDn／60I=3．14159×4×50．13／60×1=10．5 m／s
提升機(jī)的張力為
T=2iηMe／D =2×1×1（975×2250÷50．13）／4=21．88 t
2．3 速度給定方式
速度給定方式有兩種，一種方式是通過現(xiàn)場總線通訊接口FieldBus Adapter接收MASTER PIECE200／1控制器的通訊控制字作為速度環(huán)的速度給定。另一種方式是+／一10 V的電壓信號(hào)通過模擬輸入接口傳輸?shù)剿俣拳h(huán)作為速度給定。
2．4 速度反饋方式
速度反饋使用2048L／r AB相脈沖編碼器。速度反饋精度較高。也可以使用模擬測速發(fā)電機(jī)，但反饋準(zhǔn)確度不高，容易使系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，造成系統(tǒng)振蕩。速度環(huán)的反饋方式除可以選擇脈沖編碼器反饋、模擬測速機(jī)反饋，還可以使用直流端電壓反饋折算成速度反饋，但電壓反饋相對(duì)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，是開環(huán)的速度環(huán)，因?yàn)殡姌须妷褐荒芊从吵鲋绷鞫穗妷?，而不能反映真正的速度?BR>2．5 速度環(huán)
具有RAMP斜坡功能，可以設(shè)定斜坡加速時(shí)間、斜坡減速時(shí)間（現(xiàn)加減速時(shí)間設(shè)定為16s）、緊停斜坡減速時(shí)間、軟化電機(jī)特性的斜坡可變的斜率等等。斜坡功能的使用使調(diào)速系統(tǒng)加減速更加平滑。從斜坡發(fā)生器的輸出與速度反饋相減，差值作為速度環(huán)內(nèi)PID控制器的輸入信號(hào)，由PID根據(jù)設(shè)定的比例常數(shù)P、積分時(shí)間常數(shù)I、積分增益IGAIN等參數(shù)自動(dòng)消除差值，滿足速度給定的要求。
2．6 電流環(huán)
電流環(huán)具有PID閉環(huán)調(diào)整功能，PID控制器可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場合使用IP或者PI功能，即可以使用先比例后積分和先積分后比例的功能，這是一般的調(diào)速裝置所不具備的功能，很多直流調(diào)速裝置都使用先比例后積分的方式。電流環(huán)具備自適應(yīng)功能，根據(jù)不同的傳動(dòng)系統(tǒng)，調(diào)速系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)其電流環(huán)的參數(shù)進(jìn)行自整定。
2．7 傳動(dòng)裝置的輸入輸出邏輯
傳動(dòng)裝置的I／O邏輯包括傳動(dòng)合閘、啟動(dòng)、停止、緊停、風(fēng)機(jī)確認(rèn)、快熔正常、看門狗通訊保護(hù)、散熱器保護(hù)、傳動(dòng)正常、處于零速等等邏輯控制?？梢酝ㄟ^兩種方式來控制，一種是可以通過FIELDBUS通訊方式，由MASTER PIECE200／1控制器給調(diào)速裝置發(fā)通訊控制字，主控制器接收調(diào)速裝置的狀態(tài)字，實(shí)現(xiàn)主控制系統(tǒng)對(duì)調(diào)速裝置的控制和監(jiān)視。另一種方式是采用模擬量信號(hào)和直接的繼電器開關(guān)量邏輯電信號(hào)，通過硬接線接人調(diào)速裝置的開關(guān)量I／O板和模擬量I／O板，完成控制和監(jiān)視功能。
2．8 人機(jī)接口
使用DCS600專用的人機(jī)面板CDP312和DRIVEWindows都可以對(duì)調(diào)速裝置的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和故障診斷。
2．9 動(dòng)力單元
原先的可控硅、散熱器動(dòng)力單元繼續(xù)使用，換相保護(hù)和交流側(cè)阻容吸收、電流互感器等部件繼續(xù)使用。
3 使用效果
采用ABB公司先進(jìn)的直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)改造現(xiàn)有設(shè)備，在資金投入較少的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)舊設(shè)備的更新升級(jí)。從而達(dá)到提升機(jī)安全、高效的運(yùn)行。改造后直流調(diào)速系統(tǒng)滿足提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。改造至今，運(yùn)行一切正常。從提升機(jī)運(yùn)行的速度圖和力矩圖上可以明顯看出提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)超調(diào)量很小。由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化使維護(hù)人員容易掌握，系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障率低所帶來的安全效果和經(jīng)濟(jì)效益明顯。
（轉(zhuǎn)載）
