200T天车改造工作总结.docx
《200T天车改造工作总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《200T天车改造工作总结.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
200T天车改造工作总结
第一炼轧厂200吨天车控制系统改造
一.天车总体概述
安阳钢铁集团公司第一炼轧厂共有四部200T天车，100T电炉和100T转炉各有两部，其中100T电炉两部200T天车与1999年投运，承担电炉加废钢及连铸上钢任务；100T转炉两部200T天车与2003年投运，承担转炉兑铁水和连铸上钢任务。
每部天车都不能互相替代，四部天车中，依设计要求,电炉两部天车采用进口的ABB公司生产的ASTAT9模拟量交流调压调速系统，转炉两部天车采用进口的MH公司生产的MH数字调压调速系统.
I.转炉两个200吨天车MH调速系统
1）主回路电气配置：
真空断路器一台（2500A带短路、接地、过流、失压功能）
CJ15接触器一台（2000A）
MH调速装置功率单元（主起升BH700380V）
（大车BD500380V）
（小车BD150380V）
MH调速装置主要通过改变每相背对背一组可控硅的触发角度来改变电机的定子电压。
电机的力矩与定子电压的平方成正比（M^U2）。
电机的速度是通过转子频率反馈来
测定的，不同于测速发电机。
电机的方向转换是通过外接的两个换相接触器切换方向。
2）控制部分
•MH装置控制单元每部天车4套（主起升两套大、小车各一套）
•PLC主站西门子S7—300系列（电器室）
•PLC从站（装载联动台内）ET200系列
•PROFIBUSDP网通讯
2.电炉两个200吨天车ABBASTAT9交流调压调速系统
1）ABB交流调压调速系统采用ABB公司生产的ASTAT9速度控制系统，用于起重机及其它重负荷物料搬运系统，它是一种适用于滑环电机，且具有定位，制动器控制，转子电阻切换和其它应用功能的集成电路控制系统，控制系统还包括起重机电机驱动所需加的保护功能．
ASTAT9具有有级或无级速度控制功能，调速范围从0到100%，电机的平滑加速和减
速与内部的斜坡发生器的设定时间相一致，电气制动几乎可使速度为零，从而减少了机械制动器的磨损与维修．
2）型号与规格
名称：
交流调压调速装置
型号：
ASTAT9
额定电流：
100A200A355A630A等
控制电压：
AC220V50HZ
额定工作电压：
三相AC380V50HZ额定输出电流：
100---630A
二.改造前天车存在的问题
1.电炉两个200吨天车1999年投运后，随着天车作业率的不断提高，天车经常因为电气故障影响电炉的生产，主要表现在:
•大车ABB调压调速装置在改造前经常烧坏快速熔断器，严重影响了天车的正常运行．•ABB调压调速装置A4板安装在装置内部的侧面，不便于维修，更换时需费时4个多小时．
•测速反馈系统由于两个装置采用主从配合，每个装置各有一套反馈回路，只要有一台测速机发生故障，装置就会报转矩故障，使控制装置停止工作，严重影响了生产．
•该装置采用模拟量控制方式，现在厂家已经停止生产该型号装置．
2.转炉200T天车于2004年3月投运后，随着转炉生产达产，两部200T天车负荷不断增
加，两部天车设计上的不足明显的暴露出来，常常因为天车故障，导致转炉炼钢停产、连铸断浇，损失巨大，并伴随明显的安全隐患，主要表现在：
•主起升系统单电机工作和MH装置常死机、两台电机工作严重不同步，甚至出现烧毁装置，造成停产达五个小时之久的严重后果。
•控制系统及PLC程序设计不合理，安全保护有缺现。
•装置的控制电源相互有联系，不独立，设计不合理，直接影响设备的整体运行。
•接触器选型不合理，装置对换相接触器要求较严。
•盘式制动器电磁整流设计不合理．
三:
改造措施
I.转炉两个200吨天车MH调速系统改造措施
1．主起升单电机和死机现象的处理
由于主起升两个电机分别各有一套MH调速装置控制，而这两套装置是孤立的，不存在主从控制关系，满足不了星型减速机的要求。
速度给定信号是由一个主令PLC输出控制一个继电器，两套MH装置工作共用一个继电器的两个无源辅助点。
各装置由各自的电机二次转子反馈来实现闭环系统，给定信号与反馈信号相比较，送到调节器，调节器输出送到触发器控制单元，使之输出一定移相脉冲，可控硅输出一定的电压，电动机的转速与给定值相当。
然而，因为两套MH装置相互独立，不存在主从关
系，两电机的速度没有比较，这是造成单电机和时而死机现象的根本原因。
因为速度反馈（Rotorfeedback）信号跟不上或不一致，信号干扰及电子超速开关误动作等因素造成。
所以解决单电机工作只能将闭环控制精度提高，并且抑制各调节板的信号干扰，为此我们采取的措施是：
1）对采集来的转子反馈信号要求制造厂家（南非）进行信号处理，在中央控制电路板上增加电阻、电容等电器元件来抑制信号的突变和外界干扰，并优化控制面板和中央控制板上CPU内部程序，使PID的积分时间缩小，防止”过饱和”现象的发生，PID的
快速调节适应工况要求.同时使输入给定信号和反馈测量信号进行电平移位处理，消除供电引起的导线误差，提高闭环调节精度。
为此我们和外籍专家一道进行理论分析，原理图如图下:
由图可知，输入信号跨接在调节器IC的同相和反相输入端上，给定信号Vs反相接在IC两端，Vcm1和Vcm2为共模电压信号，这两个附加电压不会影响电路的输出，克服了引线误差•此分析被外籍专家采用，并在现场对MH中央控制板进行改造，当时就大大降低了MH装置在任何挡位死机封锁的现象.
2）对触发电源向制造厂家（南非）要求增加稳压元件，对触发信号增加滤波环节。
因为晶闸管触发电平低，又与大电流、非正絃的主电路共处一个装置中，必须采取防干扰措施。
通过对触发板和控制板升级，故障率下降明显.
3）装置各档位工作电源使MH装置本身发出+-30V电压信号，经过PLC输出信号控制的继
电器来控制。
由于主起升盘与PLC柜由一定的距离，信号易受干扰，再加上原设计的电缆无屏蔽，各装置所得信号不能保持一致，为此我们将PLC柜内的继电器移到主起升盘上，
缩短距离，改换屏蔽电缆，消除信号干扰。
4）装置有时在高速下降四档回低速时，由于电机处于再生发电状态，电机突然接到减速指
令后，电机处于超同步运行状态，电子式超速开关动作，引起系统跳闸，装置封锁，为了使电子式超速开关精度和电机转速相匹配，使系统更好的运行，在PLC的程序中来实现，
使超速开关动作时间延长5ms躲过超同步运行时间，既不影响装置停机禁止输出，也不影响系统跳闸。
2.装置击穿烧毁的分析及解决对策
1）装置的可控硅击穿一般都是因为电网电压波动，出现瞬时高电压而损坏，而高压从何而来？
经打开装置检查，可控硅的触发极烧毁，导致可控硅击穿，即触发极有了异常电压，导致与主电路电源不同步现象发生，触发板烧毁，各机构控制电源分别取于总电源变压器，由于MH公司制造的触发板上的变压器不是采用静电屏蔽变压器，要求厂家对触发器进行升级，增设阻容移相滤波环节。
为了使电源更好与外界隔离，我们在各控制盘上分别增加一套控制电压隔离变压器，使各MH调速装置电源分开，即防止了电压突变，又消除多装置之间电源的相互干扰。
此项改造消除了MH调压调速装置同时烧毁的现象，保证了设备的安全运行，使该装置的中央控制板和移位触发板故障率大大降低.
2）由于MH调速装置不同于ABB调速装置，不是无触点五组可控硅内部进行换相处理，而MH装置是靠外界两个接触器来实现电动机的正反转。
由于天车工作频繁，动作较快，易发生换相弧光短路，经过多次观察调整装置的零电流换相延迟时间，并加装快速分断线圈，动作时间短，避免接触器拉弧，使接触器换相时可控硅处于关断状态，装置不因短路而烧毁，也延长了接触器使用寿命，优化MH参数，使之适应工作需要。
修改参数设置如下：
参数
说明
原设定值
现设定值
Brakepluggingv
直接换向时制动电压
50%
70%
Phshiftofftime
零电流换向延迟时间
100
140
Phshiftontime
接触器打开时延时关闭
80
100
Lowerplugout
下降制动超时
3000ms
4000ms
BrakereleaseI
制动器释放时电机的力
矩电流
10%
15%
通过快速分断线圈的投入使用和参数的调整，使接触器的寿命由原来的三个月延长至一年，每年转炉两个200吨天车的主起升和大车机构就至少省出36个500A的换向接触器.
3、PLC程序的完善
1）配电保护盘启动条件完善
•总断路器合闸
•各机构主令控制器都在零位
•各机构限位正常
•司机室仓门关闭
•各抱闸都是抱紧
•编码器正常
•超速开关无动作
•安全制动器无动作
•各急停按钮无动作
2）MH装置启动输出的条件完善
•断路器（包括微断路器）合闸位置
•保护盘主接触器吸合
•装置风机运行正常
•MH装置无各类故障报警
3）安全制动器起保护作用动作条件完善
•保护盘失电
•编码器监测有断轴
•超速开关动作
•安全制动器限位动作
•液压抱闸故障
•各类急停按钮按下
4）原设计中，主起升四个抱闸，高速轴与低速轴抱闸在主令回零时，同时动作，机械冲
击力比较大，将高、低侧分开控制，增加一个中间继电器，在PLC程序中实现先后动作,
减少对星型减速机的冲击。
改造后的程序如下：
r1
—：
iI-
I
-niT
LJL1
T#i_
7'.1I
H1
—
pic-符号表
Aymbol
Address
Datatype
Comment
=05S40-12
I0.0
BOOL
主令零位
=05Q10
I0.1
BOOL
主断路器辅助点
=01K00
I0.2
BOOL
零压继电器
=05Q81\F21F22
I0.3
BOOL
各分断开关
=05-F43\44
I1.0
BOOL
卷筒超速开关
T20
接通延时定时器
=05K11
12.1
BOOL
1上升
=05K21
12.2
BOOL
1下降
T5
延时关断定时器
T10
延时关断定时器
=05K12
I2.3
BOOL
2上升
=05K22
I2.4
BOOL
2下将
=05K74
Q2.0
BOOL
卷筒抱闸
4•盘式制动器的改造
盘式制动器是起重机起升机构上常用的一种安全制动器，是很好的安全保护设备•我厂所选用的是法国西姆公司生产的液压盘式制动器，正常工作时液压泵通过保压电磁阀，预值足够的压力，当压力不够时，液压泵自动起动补压，在天车起升或下降过程中，突遇特殊情况，如机械设备的断轴或减速机损坏及电气液压抱闸故障抱不住等现象发生时，打压电磁阀工作，盘式制动器自动的投入工作，抱紧卷筒，保证重物不下落．它工作信号是天车工手动操作（通过按钮）、系统失电、编码器检测断轴、超速开关检测超速及电机不同步等．在使用过程中，常常出现给打压电磁供电的整流块（交－直）烧坏或短路，导致主断路器跳电，制动器抱紧，天车无法工作，影响生产时间．经过分析原西姆公司设计的整流元件在电磁阀的插头里，整流元件容量太小，温度高，再加上现场环境恶劣，所以易损坏．为此我们将整流元件移位，移到电气室，更改线路，更换大容量的整流元件，故障消失，保证了正常的安全生产．
2.电炉两个200吨天车交流调压调速系统改造措施1.针对大车烧快熔现象，我们认真分析原因，查找故障．我们通过示波器观察到波型中
升级会员 