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ABB新型直流調速器DCS800在門座起重機上的運用

時間：2012-12-17 15:30:29來源：厲紅婭張煜明楊欣

導語：?本文主要介紹了ABB新型直流調速器DCS800的優(yōu)良性能以及在門座起重機中的成功運用，給出了具體的硬件設計方案和調試步驟。并針對常見的故障現象提出了解決方法。

摘要：本文主要介紹了ABB新型直流調速器DCS800的優(yōu)良性能以及在門座起重機中的成功運用，給出了具體的硬件設計方案和調試步驟。并針對常見的故障現象提出了解決方法。

引言：

ABB直流調速器DCS800（見圖1）是個使用方便、性能優(yōu)良的傳動產品，助手型控制盤可提供對傳動的直接控制。DCS800內含啟動向導，在調試時可通過控制盤或ABBPC工具提供指導。該裝置內含小型PLC,可在現場調試時對傳動編程。它具有速度控制、轉矩控制、主從總線、機械抱閘等多種固件功能，使直流電機在弱磁運行時仍然有卓越的動態(tài)控制特性，并對電機具有堵轉保護、過流、超速等多重保護。它本身又具有一套精確完善的自動診斷系統(tǒng)，一旦發(fā)生電氣故障，裝置將及時提供報警信息，以便維修人員盡快找出故障原因，排除故障。為此，本次蘇丹上阿特巴拉電站MQ900B門座起重機電氣改造時，將DCS800替代了原先的DCS502B并運用于該機的起升和變幅機構的傳動控制中。

圖1DCS800實樣

2．DCS800的運用

蘇丹上阿特巴拉電站MQ900B門座起重機的電氣系統(tǒng)主要包括供電系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、變幅系統(tǒng)、回轉系統(tǒng)、大車運行系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)和照明與接地系統(tǒng)，其中，起升和變幅系統(tǒng)采用了直流傳動控制方式。

2.1起升系統(tǒng)(見圖2)

圖2.起升電氣原理圖

起升機構載荷為典型的位能負載。本電氣系統(tǒng)采用直流調速方式來完成三種不同工況的調速任務。直流電機為Z4-315-11，額定功率為144KW，驅動裝置采用四象限運行的ABB全數字式可控硅直流調速裝置DCS800-S02-0680-04和勵磁裝置DCF503-0050-51提供，并通過直流測速發(fā)電機構成了一個閉環(huán)調速系統(tǒng)。調速范圍為1:20，控制精度為0.5%。

㈠速度指標：

⑴澆筑工況：a.10t吊鉤繞法：空罐≤5t時，速度為90m/min.

滿載>5t時，速度為54/min.

b.20t吊鉤繞法：空罐≤10t時，速度為45m/min.

滿載>10t時，速度為27/min.

⑵安裝工況：空鉤≤15t時，速度為30m/min.

滿載>15t時，速度為18/min.

以上5t、10t和15t轉換點可根據現場具體情況進行調整.

㈡調速方式：

首先由聯動臺上開關S152選擇以上三種工況中的一種，再由力矩限制器的輸出點F100-5、F100-6和F100-7的狀態(tài)來判斷是否空鉤(罐),最終決定有否弱磁擋調速。并由聯動臺主令開關SA100的擋位來決定速度。正反各五檔，分別為10%，30%，60%，100%，170%額定速度，第五檔是輕載，高速。系統(tǒng)采用主令擋位開關量輸入PLC（DI51）,經軟件處理后,再由PLC模擬量輸出模塊（AO51）輸出電壓信號(最大DC±10V)給直流調速器的X3:7、8端子，通過直流調速器的參數設定,輸出相應的速度,其速度檔可在變頻器內部任意設定，以滿足調速要求。

㈢運行與保護

⑴當電機M100起制動和切換轉速時,直流電動機M100的速度平滑升降。本機構有2套制動器Y100和Y101，以確保起升機構的平穩(wěn)制動。其中Y100為工作制動器，Y101為安全制動器。制動時制動器Y100先行制動，隔0.5秒后制動器Y101再制動。

⑵故障或急停時，裝置內部輸出故障的一對常閉觸點1K5，以實現緊急停車,并報警。

2.3變幅系統(tǒng)

變幅機構載荷也為典型的位能負載。本電氣系統(tǒng)采用直流調速方式來完成調速任務。直流電機為Z4-250-41，額定功率為81KW，額定電流為236A，驅動裝置采用四象限運行的ABB全數字式可控硅直流調速裝置DCS800-S02-0450-04，并通過直流測速發(fā)電機構成了一個閉環(huán)調速系統(tǒng)。

㈠速度指標：

平均變幅速度:~11.43m/min

㈡調速方式：

變幅機構沒有設弱磁調速狀態(tài)。由聯動臺主令上的開關-SA200擋位來決定速度。正反各五擋，分別為5%，25%，50%，75%，100%額定速度。系統(tǒng)采用主令擋位開關量輸入到PLC的數字量輸入模塊,經軟件處理后，再由PLC的模擬量輸出模塊輸出電壓信號(最大DC±10V)給直流調速器X3：7、8兩端子，再通過直流調速器的內部設定,輸出相應的速度,其速度擋可在直流調速裝置內部任意設定。

其運行和保護方式與起升系統(tǒng)相同

2.4系統(tǒng)調試

先將控制電源上電，按LOC/REM鍵，左上角顯示：Loc說明進入本地控制模式。再按MENU鍵，進入菜單界面，選：PARAMETERS（參數）↙，然后按以下步驟操作：

1）恢復工廠設置

2）進行銘牌數據的設置3）在外圍無接線的情況下，將第10組參數都設置為NotUsed（不使用）

4）勵磁電流調節(jié)器的優(yōu)化（9906=FieldcurAuto）

5）電樞電流調節(jié)器的優(yōu)化（9906=ArmCurAuto）

6）速度反饋的優(yōu)化（9906=SpdFbAssist）

7）速度調節(jié)器的優(yōu)化（9906=SpdCtrlAuto）

8）弱磁調節(jié)器的優(yōu)化（9906=EMF FluxAuto）

9）模擬測速發(fā)電機的微調：要連接機械負載

10）參數設定：具體見下表1

表1參數設置：

參數	功能	設置	默認設置
99.01	語言的選擇	0	0
99.02	電機1銘牌上的額定電樞電壓(直流)	400	350
99.03	電機1銘牌上的額定電樞電流(直流)	236	0
99.04	電機1銘牌上的額定速度，通常為弱磁點速度	540	1500
99.08	選擇應用宏	1	0
99.10	額定主電源供電電壓	390	400
99.11	電機1銘牌上的額定勵磁電流	15.9	0.3
99.12	選擇電機1使用的勵磁單元類型	1	1
10.3	復位	6	6
10.9	緊急停車	5	5
10.15	合閘/分閘1命令	7	7
10.16	起動/停止命令	8	8
11.03	速度給定1輸入信號	3	0
14.07	數字輸出4索引	801	0
14.08	數字輸出4序號	0	0
14.09	數字輸出5索引	801	0
14.10	數字輸出5序號	2	0
14.11	數字輸出6索引	802	0
14.12	數字輸出6序號	13	0
14.13	數字輸出7索引	802	0
14.14	數字輸出7序號	8	0
15.01	模擬輸出1索引	104	0
15.06	模擬輸出2索引	104	0
20.01	電機1最低速度	-540	-1500
20.02	電機1最高速度	540	1500
20.03	零速極限值	75	75
21.03	停車模式	0	0
21.04	緊急停車模式	1	0
22.01	加速時間1	4	20
22.02	減速時間1	4	20
24.03	速度調節(jié)器的比例系數	2.5	5
24.09	速度調節(jié)器積分	120	2500
30.09	電樞過流等級	200	250
30.16	電機1超速	640	1800
42.01	電機1制動控制	1	--
42.02	電機1制動確認選擇	4	0
42.03	電機1制動給定延遲	0.3	0.1
42.07	起動轉矩給定選擇	1	0
42.08	起動轉矩給定	30	100
42.13	電機1制動停止延時	0.7	1

11）常見故障及處理

表2.常見故障及處理

現象	處理
電樞過流	檢查參數組43（電流控制）的設置。檢查參數組20中的電流和轉矩限幅值。
電樞過壓	檢查30.08參數設置是否過低。檢查參數組44（勵磁：勵磁電流調節(jié)器的調整，EMF調節(jié)器調整，勵磁線性化）的設置。勵磁電流過高（弱磁狀態(tài)時）超速（被負載加速）
主電源欠壓	檢查主電源是否合閘，是否缺相，電壓是否在允許的誤差范圍之內。 99.10參數是否設置正確。檢查SDCS-CON-4上的鏈接器X12和X13。檢查SDCAS-PIN-4/51上的鏈接器X12和X13。檢查SDCAS-PIN-51上的電壓編碼電阻的設置。
主電源過壓	檢查99.10參數是否正確。主電源電壓是否在允許的誤差范圍之內。檢查SDCS-CON-4上的鏈接器X12和X13。檢查SDCAS-PIN-4/51上的鏈接器X12和X13。檢查SDCAS-PIN-51上的電壓編碼電阻的設置。
勵磁過流	30.13過流跳閘值設置是否合理。參數組44設置是否正確。勵磁電路接線、絕緣電阻、繞組電阻等是否正常。
磁場欠電流	參數44設置是否正確。弱磁點的最小電流的設置。勵磁回路是否斷開。勵磁電流是否震蕩。電機電樞阻抗是否過高。
勵磁無應答	檢查勵磁模塊的通訊線接觸是否良好。檢查勵磁模塊的撥碼開關設置是否正確。
A121 優(yōu)化失敗	在參數9.11中查看
F553測速機極性錯誤	30.14速度反饋監(jiān)控等級或30.15EMF反饋監(jiān)控等級設置過小。測速機極性反，電樞和磁場的極性反，旋轉方向反。