摘 要：本文介紹了ABB軟起動(dòng)器的基本工作原理，并詳細(xì)分析了應(yīng)用在冷剪控制系統(tǒng)時(shí)的控制回路原理及軟件實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：軟起動(dòng)器 冷剪 控制系統(tǒng) [b][align=center]The application of softstarter in cold shear control system ABB（China） Ltd., Sun Hanfeng[/align][/b] Abstract: This paper introduces the basic principle of the softstarter, and the control circuit and software implementation for its application in cold shear control system is also described in detail. Keywords: Softstarter Cold shear Control system 1 前言 　　冷剪是棒材生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，在連續(xù)剪切線上，由于對(duì)冷剪定位控制的實(shí)時(shí)性和精確性要求非常高，通常情況下采用變頻器或直流調(diào)速裝置進(jìn)行控制;對(duì)于使用定尺機(jī)完成棒材組長(zhǎng)度定位的生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，由于要等到棒材組在輥道上完全停止后才進(jìn)行剪切，對(duì)冷剪定位控制的實(shí)時(shí)性和精確性不要求非常高，這時(shí)對(duì)交流電機(jī)可考慮使用軟啟動(dòng)器控制，設(shè)備投資大大減少。 2 軟啟動(dòng)器概述 　　軟起動(dòng)器是電力電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其電路原理如圖1所示。將三組反并聯(lián)晶閘管串接于供電電源與被控電機(jī)之間。起動(dòng)時(shí)，由電子電路控制晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)的端電壓逐漸增大，直至全電壓，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊軟起動(dòng);停機(jī)時(shí)，則控制晶閘管的關(guān)斷速度，使電機(jī)的端電壓由全電壓逐漸下降至零，實(shí)現(xiàn)軟停車(chē)，可見(jiàn)，軟起動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)晶閘管交流調(diào)壓器。改變晶閘管的觸發(fā)角，就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，軟起動(dòng)器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過(guò)程（且可具有限流功能），直到晶閘管全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下工作。 　　圖1是ABB PSD系列軟啟動(dòng)器產(chǎn)品的原理圖，圖中的元件如下：E1：電路板;F6：溫度監(jiān)視器;J1–J3：連接端子;K4：繼電器，在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)動(dòng)作;K5：繼電器，在全壓狀態(tài)時(shí)（Ue=100%）動(dòng)作;K6：繼電器，故障信號(hào);T2：電流互感器;T5：控制變壓器;V1–V6：晶閘管;X1–X3：端子板。另外，根據(jù)功率范圍，還有兩組或三組風(fēng)扇作為標(biāo)準(zhǔn)配置。根據(jù)不同的應(yīng)用要求，還可選擇過(guò)載保護(hù)器。在圖1中，V2、V4、V6三只晶閘管依次對(duì)應(yīng)于U、V、W三相電源的正半周，開(kāi)通角α相同，故三相的觸發(fā)脈沖應(yīng)依次相差120º;每相的正、負(fù)半周依次分別由反并聯(lián)的兩只晶閘管觸發(fā)控制，所以同一相的兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管觸發(fā)脈沖應(yīng)相差180º，觸發(fā)順序是V2、V5、V4、V1、V6、V3，依次相差60º。 [align=center] 圖1 軟啟動(dòng)器原理框圖[/align] 3 控制原理及軟件實(shí)現(xiàn) 　　3.1 軟起動(dòng)器的上電與起動(dòng)控制 　　軟起動(dòng)器控制回路如圖2所示。操作員首先手動(dòng)合上開(kāi)關(guān)Q50，如果沒(méi)有過(guò)載等故障并且熔絲F40正常，K51將吸合，給PLC發(fā)出“上電準(zhǔn)備好”信號(hào)，此時(shí)操作員可以在HMI畫(huà)面上給出上電命令，K51將吸合，從而K10吸合，給PLC發(fā)出“上電完成”信號(hào)，完成上電操作。 　　起動(dòng)時(shí)，操作員從操作臺(tái)上按下起動(dòng)按鈕，電機(jī)按設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間從低速起動(dòng)至設(shè)定值，給PLC發(fā)出“運(yùn)行”信號(hào)。抱閘風(fēng)機(jī)也與主電機(jī)同時(shí)起動(dòng)。為了保護(hù)電機(jī)和機(jī)械設(shè)備，除了必須收到“上電完成”信號(hào)，還必須滿足以下條件：無(wú)急停連鎖;潤(rùn)滑油泵運(yùn)行;潤(rùn)滑壓力達(dá)到規(guī)定值;干油泵運(yùn)行;空氣壓力達(dá)到規(guī)定值。 [align=center] 圖2 控制回路原理圖[/align] 　　3.2 軟起動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置 　　軟起動(dòng)器上電后，需對(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。對(duì)于PSD型軟起動(dòng)器來(lái)說(shuō)，主要參數(shù)及其設(shè)定范圍如下： 　?。?） 起動(dòng)時(shí)升壓時(shí)間：0.5～60s。 　?。?） 起動(dòng)時(shí)初始電壓：10～60%電源電壓。 　　（3） 限流功能：2～5倍電機(jī)額定電流。 　　（4） 停止時(shí)降壓時(shí)間：0～30s。軟起動(dòng)器在得到停止信號(hào)后，按照設(shè)定的降壓時(shí)間，輸出端由設(shè)定的級(jí)落電壓（100%～30%的電源電壓）降至初始電壓，然后即刻降到零電壓。 　　3.3 冷剪的剪切控制 　　剪切控制實(shí)質(zhì)上是抱閘和離合器的控制。抱閘和離合器分別由一個(gè)單向氣動(dòng)電磁閥控制，其控制原理如圖3所示。PLC給出剪切指令的同時(shí)給出抱閘打開(kāi)指令，0.5秒后離合器插入以進(jìn)行剪切;當(dāng)檢測(cè)到剪刃閉合接近開(kāi)關(guān)后，延時(shí)0.61秒（剪刃從閉合位置到原始位置所需的時(shí)間），剪切指令取消，離合器移出，延時(shí)0.2秒后抱閘鎖緊。在圖3中，離合器插入指令給出的同時(shí)再次給出抱閘打開(kāi)指令，以確保剪切期間抱閘是打開(kāi)的。 　　剪切指令的給出：當(dāng)鋼頭部到達(dá)定尺機(jī)擋板后，輥道停止，如果下列條件滿足，則給出剪切指令：軟啟動(dòng)器運(yùn)行;抱閘風(fēng)機(jī)運(yùn)行;無(wú)急停連鎖;潤(rùn)滑壓力達(dá)到規(guī)定值;干油泵運(yùn)行;空氣壓力達(dá)到規(guī)定值;上下剪刃鎖緊;切頭擋板在上位;尾部清理設(shè)備在后退位置。切頭時(shí)，鋼頭部到達(dá)切頭擋板位置即停止，然后開(kāi)始剪切。所有剪切也可從操作臺(tái)手動(dòng)完成，聯(lián)鎖條件同上。 [align=center] 圖3 抱閘和離合器控制原理圖[/align] 4 應(yīng)用效果 　　該軟啟動(dòng)器具有堅(jiān)固的金屬外殼設(shè)計(jì)，可適用各類(lèi)應(yīng)用，包括常規(guī)啟動(dòng)和重載啟動(dòng);在前面板上可進(jìn)行柔性組合的電位器式參數(shù)設(shè)定， 并配備清晰的LED狀況與故障指示;電子過(guò)載保護(hù)脫扣器為電機(jī)提供比常規(guī)雙金屬片更有效的保護(hù)。 　　對(duì)于冷剪來(lái)說(shuō)，由于無(wú)需反轉(zhuǎn)、旁路等控制，而且上電、起動(dòng)、抱閘和離合器的控制均由PLC完成，控制回路極其簡(jiǎn)單。生產(chǎn)運(yùn)行表明，采用軟啟動(dòng)器控制冷剪是一種非常經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方法，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。 參考文獻(xiàn) 　　[1] 許宏綱，徐方逸.軟起動(dòng)器原理及其應(yīng)用，能源技術(shù), 2002年6月,第23卷第3期，132-135， 　　[2]張加勝，張磊. 電力電子技術(shù).山東：石油大學(xué)出版社，2004