摘要：文章概述了合康HIVERT系列高壓變頻器及其配套的遠程監(jiān)控系統(tǒng)在內蒙古烏海市天譽四礦五級皮帶集控的成功應用，文章對方案內容、工作流程、控制方式等進行了具體介紹。
關鍵詞：煤礦皮帶機 HIVERT高壓變頻器 PLC控制 遠程監(jiān)控
一、引言
隨著社會信息化進程的快速發(fā)展，信息技術的應用已逐漸滲透到人類生存、活動的各個領域。在礦山生產領域，生產經營管理的高效性、實時性、安全性直接影響到企業(yè)的生產效益和成本控制。作為礦山的生產主力軍——原煤運輸系統(tǒng)也必須適應這一變化趨勢的要求。皮帶運輸機是現(xiàn)代化煤礦高產高效的主要運輸設備，皮帶機的集中控制技術在礦井作業(yè)的應用越來越廣泛。合康HIVERT系列高壓變頻器及其配套的遠程監(jiān)控系統(tǒng)在天譽四礦多級皮帶集控的成功應用使現(xiàn)代化的礦井取得了豐碩的直接和間接效益。
二、總體方案
整個系統(tǒng)由變頻器、PLC柜、工控機、監(jiān)控畫面組成。PLC柜主要采集變頻器的開關量信號、模擬量信號、開關柜的開關信號，同時通過網(wǎng)絡發(fā)送至遠程監(jiān)控計算機，利用監(jiān)控畫面顯示并達到遠程控制目的。
1、HIVERT變頻器
合康變頻到現(xiàn)場對變頻器的安裝方式、安裝尺寸、安裝位置、規(guī)范、冷卻方式、運行方式等進行收集和測繪;詳細了解煙氣凈化風機及其配套電機的技術要求、有關參數(shù)，確保所選擇的變頻器完全符合實際設備需要。
1.1、技術參數(shù)
主皮帶1號電機與2號電機主要參數(shù)如表1所示：
表1 450kW電機參數(shù)
根據(jù)現(xiàn)場需求，每臺電機采用一臺變頻器驅動，變頻器的參數(shù)如表2所示：
表2 變頻器參數(shù)
1.2、變頻器控制方案
主回路介紹：根據(jù)現(xiàn)場需求，2臺變頻器，2臺手動旁路柜;
主回路圖如圖2所示。
圖2主回路圖
1號手動旁路柜打到變頻投入時，1號變頻器接到主回路，當打到旁路投入時，1號水阻柜接到主回路。同理2號手動旁路柜，打到變頻投入時，2號變頻器接到主回路，當打到旁路投入時，2號水阻柜接到主回路。
2、PLC控制
2.1、PLC硬件組成
可編程控制器(PLC)是一種操作容易，集邏輯、數(shù)字和算術運算的工業(yè)電子產品，專為工業(yè)環(huán)境下的應用而設計。具有程序設計簡單，通用性好，抗干擾能力強，可靠性高的技術特點。可編程控制器PLC主要由電源、CPU、通訊單元、模擬量O單元、數(shù)字量I/O單元等硬件組成。
2.2、PLC控制軟件設計
主要包括：
1)模塊初始化及I/O控制軟件設計;
2)控制工藝軟件設計;
3)安全保護軟件設計;
4)上位通訊軟件設計;
5)位置閉環(huán)控制軟件設計;
6)網(wǎng)絡化通訊軟件的設計。
2.3 、軟件結構
為了完成復雜的軟件控制功能，我們采用程序結構化編程方式。結構化編程是指把整個控制程序分成一個個獨立部分，單獨編程、組合處理的編程方式。PLC執(zhí)行程序時，反復進行輸入處理、程序執(zhí)行、數(shù)據(jù)運算及存儲、輸出處理的循環(huán)。
3、合康遠程監(jiān)控系統(tǒng)
3.1、簡介
隨著電子計算機技術的發(fā)展以及PLC功能的增強和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，越來越多的需要得到系統(tǒng)運行的實際參數(shù)、工作狀態(tài)、運行故障顯示等具體、直觀的表現(xiàn)形式，因此出現(xiàn)了不同種類的人機交互設備。如觸摸屏、工業(yè)控制計算機、管理計算機等，集中管理系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，在工程上稱為工程管理計算機站，簡稱上位機監(jiān)控。
3.2、監(jiān)控系統(tǒng)配置與組成
本上位機監(jiān)控系統(tǒng)，選用工控機與PLC進行MPI通訊;利用組態(tài)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)實時多畫面監(jiān)控，以達到監(jiān)控設備運行狀態(tài)的目的，在中控室內配置工控機，工控機內裝入監(jiān)控軟件。
3.3、監(jiān)控軟件簡介
3.3.1監(jiān)控軟件的運行環(huán)境
1)IBM PC 586以上的微型機及其兼容機、工控機。
2)VGA 、SVGA圖形卡。
3)內存大于64M字節(jié)，主機主頻在400MHZ以上。
4)具有高速緩存、數(shù)字協(xié)處理器(擴充時用)和圖形協(xié)處理器(擴充時用)。
3.3.2監(jiān)控軟件的特點
1)作圖功能完善，圖形逼真。
2)具有故障報警設施。
3)具有多種數(shù)據(jù)類型。
4)具有實時曲線圖、趨勢曲線圖。
5)組態(tài)方式靈活。
3.4 主要監(jiān)控畫面介紹
監(jiān)控畫面主要包括：主界面、系統(tǒng)上電狀態(tài)、變頻器運行狀態(tài)、電機運行狀態(tài)、皮帶運行狀態(tài)、報警故障頁面、參數(shù)設置。
3.4.1主畫面介紹
1)開機自動進入到主畫面，如下圖所示：
1.1)主界面可顯示系統(tǒng)當前時間、用戶登錄、當前皮帶是否運行及各個界面的切換。
1.2)用戶登錄說明：
用戶名：hiconics，密碼：123456;權限：監(jiān)視，頻率給定，啟停風機、啟停制動器和退出權限(管理員)。
2)主回路狀態(tài)同上電狀態(tài)，可以觀察斷路器合分閘狀態(tài)，變頻器、水阻柜是否運行。
3)變頻器狀態(tài)，如下圖所示。
可以分別觀察兩臺變頻器的輸入電壓、輸入電流、輸入功率、輸出電壓、輸出電流、輸出功率、運行狀態(tài)，并且通過上位機分別給兩臺變頻器的運行頻率。
4)電機運行狀態(tài)，如下圖所示。
4.1)分別顯示兩臺主皮帶電機的運行狀態(tài)，前軸承溫度，后軸承溫度，A相繞組溫度，B相繞組溫度，C相繞組溫度。
4.2)分別顯示出1號散熱風機、2號散熱風機，1號加熱器，2號加熱器，制動器的運行狀態(tài)。
5)電機運行狀態(tài)，如下圖所示。
分別顯示出4條皮帶的運行狀態(tài)。
6)報警查詢畫面，如下圖所示：
能顯示2臺變頻器的故障，2臺水冷柜故障，2臺冷卻風機故障，2臺加熱器故障，1臺制動器故障和各條皮帶的故障信息。
7)參數(shù)設置，如下圖所示：
分別設置各個溫度的報警和跳閘點的溫度。
三 、工作流程、控制方式詳解
集控控制：在集控控制時會自動檢測旁路柜是變頻投入還是旁路投入。
當變頻投入時：
如果溫度過低會先運行減速器加熱20min后(報警處查詢)，當報警消失后，按動啟動按鈕后，首先啟動1號2號電機的散熱風機，然后啟動103皮帶，合閘1號2號變頻器高壓開關柜，啟動制動器，制動器運行后，變頻器運行，通過上位機，進行頻率調整。
當旁路投入時：
如果溫度過低會先運行減速器加熱20min后(報警處查詢)，當報警消失后，按動啟動按鈕后，首先啟動1號2號電機的散熱風機，然后啟動103皮帶，合閘1號2號水阻柜高壓開關柜，制動器啟動，啟動后，水阻柜運行，水阻柜啟動完成，自動旁路掉水阻，電機在工頻下運行。
檢修控制：
在檢修運行狀態(tài)下，啟動1號風機，啟動2號風機，啟動制動器。
按動1#電機變頻啟動，在變頻器待機條件下，1#變頻器運行，按動1#電機變頻停機，1#變頻器停機(制動器、風機不自動打開)。
按動2#電機變頻啟動，在變頻器待機條件下，2#變頻器運行，按動2#電機變頻停機，2#變頻器停機(制動器、風機不自動打開)。
按動1#電機水阻啟動，1#水阻柜運行，按動1#電機水阻停機，1#水阻柜停機(制動器、風機不自動打開)。
按動2#電機水阻啟動，2#水阻柜運行，按動2#電機水阻停機，2#水阻柜停機(制動器風機不自動打開)。
在無故障情況下，保護器可以分別啟動任意一條皮帶。
復位按鈕：故障或啟動前，復位PLC和變頻器。
急停按鈕：當出現(xiàn)故障時，緊急切斷變頻器高壓，所有皮帶同時停機。
四、結束語
德國“工業(yè)4.0”的持續(xù)推進及美國“再工業(yè)化”的初見成效給中國制造業(yè)帶來沖擊?！暗谌喂I(yè)革命”的到來要求中國企業(yè)必備先進的技術和高效的生產體系。因此，制造企業(yè)必須逐步轉向信息化、數(shù)字化和智能化，從而將生產水平提升到一個新的高度。合康HIVERT系列高壓變頻器及其配套的遠程監(jiān)控系統(tǒng)在多級皮帶集控的成功應用，對中國企業(yè)來說是應對“第三次工業(yè)革命”的滄海一粟，但對合康變頻卻是邁出的第一步。當前的世界工業(yè)技術變革，對中國制造業(yè)的競爭力提升是較大挑戰(zhàn)，卻給國內服務于制造業(yè)的企業(yè)帶來巨大商機。合康變頻定會抓住機遇，提供高質量、高科技含量的產品，助力制造業(yè)更上一層樓。
作者簡介：
王偉林(1990年--) 男 本科，現(xiàn)就職于北京合康億盛變頻科技股份有限公司技術部。
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