西安华光胶带机变频开关之欧阳地创编.docx
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西安华光胶带机变频开关之欧阳地创编
ABB低压水冷变频驱动系统操作维护说明
时间：
2021.03.04
创作：
欧阳地
1．系统概况
本系统采用ABB-ACW600系列低压水冷变频器对井下大巷胶带机进行变频控制。
系统主要分为传动、控制以及水冷三部分。
对于锦界煤矿3-1煤皮带是采用12脉波低压水冷变频器的四驱皮带系统。
四台变频器之间采取负荷平衡方案，使得在皮带运行时，负载被平均的分配给四台变频器。
传动部分
传动部分使用ABB-ACS600的整流单元和逆变单元直接对电机进行变频控制。
功率平衡
在运转过程中变频传动系统自动完成功率平衡。
启动前，系统首先在用户所激活的驱动中选定一个主驱，启动过程以及运行过程中，用户可对这台主驱进行速度给定。
在主驱的动作的同时，将其转矩以广播的形式实时发布到以光纤组成的主从环网上，从驱从光纤环网上接收到主驱的转矩并且按照其转矩曲线运行。
通过这种主驱速度给定，从驱转矩给定的方式实现多驱功率平衡的功能。
起停车曲线
由于皮带属于柔粘性力学系统，其在加速和减速以及张力变化时的运动特性比较复杂。
因此，为了改善皮带的动态性能，我们利用变频器的调速简单且精度高的特性，使用了一种优化的S曲线
皮带起动后速度会先上升至约10%的额定速度。
在t0到t1的区间皮带速度将稳定在10%的额定速度，这个实际上是预张紧过程。
预张紧过程结束后，皮带速度将以S曲线上升。
这样的皮带起动方式将会使起动过程更加平稳。
驱动选择
本系统提供了任意选择驱动控制皮带的功能，在上位画面上可以任意激活一个或几个电机来驱动胶带机（具体操作参见第二章），激活任意电机后系统会根据所激活电机的情况默认一个主驱，这时只需照常发出启动皮带指令皮带便可正常运行。
需要注意的是，在重新激活一组运行电机后，有可能使主驱改变，在这种情况下会出现报警“主从驱故障”，这是只需耐心等待5-10秒后复位，故障即可清除，系统恢复正常。
水冷部分
水冷部分分为内水冷和外水冷。
内水冷通过一主一备两台循环水泵直接对整流和逆变单元进行降温；外水冷由水箱、冷却水泵以及冷却风扇组成，通过外冷却泵的循环将水箱中的水与内循环水进行热交换，从而给内循环水降温；外冷却扇则用来给水箱内的外循环水降温。
控制部分
控制部分选用AB的SLC500系列控制器，通过DeviceNet总线与传动部分和以及内水冷进行数据交换，与外水冷的接口是通过直接I/O硬接线实现的。
2．就地操作规程
送电
变频器送电前应首先确保两台变压器均已送上电，并且电压正常。
送电时应按照送控制电、合主闸隔离、送辅助动力电的顺序操作，这里要注意的是，控制电未送上的情况下严禁合主闸，因为主闸与控制电之间有闭锁关系，如果再没有控制电的情况下强行合主闸隔离会造成设备的严重损坏。
具体的送电方法如下。
在确认两台变压器电已送好后首先合上控制柜上方的F7、F8两个断路器，此时PLC机架将会被点亮，这时将控制柜左上角的断路器F32合上，控制电送电完成。
这时便可以合主闸隔离了，这里注意合隔离时如果合不上不可硬合，有可能是控制电有问题，应依图检查控制电路。
在两路主闸隔离都合上后，在将辅助动力电源开关F1合上，送电过程操作完毕。
断电过程与送电过程相反。
启动
在启动前应该保证水泵、风机等各辅助动力回路的空开以及电机主回路的隔离处于合闸状态，然后在控制柜上用复位按钮复位，观察触摸显示屏上的状态点，看到没有故障后在就地按钮上可进行起停车操作。
检修
在设备检修时应先断电、分断必要的隔离刀闸或断路器后再进行操作。
如果要对变频器内部进行开盖检修时，必须将变压器断电，并且在变压器断电至少经过5分钟后，电容充分放电完毕才可开盖，开盖后严禁用手直接触摸电路板，以防静电对电路板造成损害。
在检修完毕后，请仔细恢复所有分断的设备，并关好柜门以保证柜体的密封，按规程送电。
维护
在平时对变频器的使用过程中，须注意保持柜体的封闭、外界环境的清洁与通风、外水箱水量的充足，外水路阀门必须始终打开。
定期（3个月至半年）对柜内卫生进行彻底打扫，清理电器元件上以及电路板上的灰尘。
触摸显示屏的操作
为了方便在就地对设备状态进行检测，使就地操作更加简便易行，系统中设计了触摸显示屏，位置在柜体控制单元的中部，下来就简单介绍一下对此显示屏的阅读与操作。
上边就是就地显示屏的主画面，此画面显示影响皮带启动的一些总故障点和主要参数、启动程序以及速度转矩的趋势图。
就地启动前必须由上位机下放就地权限，并且这些总故障点没有故障方能启动。
右下角有登陆和注销两个按钮作为就地操作的保护措施，只有输入用户名及密码登陆后才能点击“设置及手动控制”按钮进行设置和就地操作，此工程用户名设为admin，密码为vsd，如需修改用户名及密码请与设计方联系。
点击“状态”按钮出现设备状态画面，此画面全面显示皮带各项状态以及趋势，包括驱动的选择、设备的运行状态以及各项详细的参数以供参考。
点击“故障”按钮弹出非常详细的故障点画面如下：
登陆完毕后点击“设置及手动控制”按钮弹出如下画面：
在此画面中可以对驱动的选择和皮带的转速进行设定，同时可以对各辅助设备进行点动试验，用于就地调试。
3．上位操作说明
启动变频皮带。
在启动皮带之前，首先应查看皮带是否具备启动条件
查看皮带电机是否具备启动条件，需要检查变频器的状态是否正常、检查皮带保护画面是否没有报警。
如图
点击“皮带故障查询”：
根据上面画面可以知道：
“变频器传动系统”小灯红色表示有报警，“冷却系统”“其他系统”小灯绿色表示没有报警。
继续点击“变频器传动系统”按钮，弹出具体的报警画面，如下图：
从图中可以知道2#电机冷却扇接触器故障，需要岗位工就地检查。
图中所有小灯变绿表示变频传动系统正常。
还可以看到1、2#电机都有变频器综合故障，但具体是什么故障呢，我们点击“变频器综合故障”进一步查询：
在这里我们可以看到1、2号变频器都是温度测量故障，有可能是温度传感器的问题或者光纤传输问题，需进一步检查。
如上图，小灯全绿表示水冷系统正常。
图中小灯全绿表示其他系统正常。
选择启动的电机
在皮带启动前，可以根据需要选择驱动电机，选择电机都正常的情况下，可以所有电机都选择启动，当其中某台电机出现问题，可以不选择其驱动。
如下图：
如图显示的状态，1号电机黑色代表未选，2、3、4号电机被选为启动电机，对电机的选择操作只需在电机图表上单击即可，此时点击1号电机此电机则会变为灰色代表已被选中，再次点击则会变回黑色代表未选。
当所有故障清除并且电机选择完毕后下一步单击皮带图标就会出现弹出状态画面如下：
上边的圆点表示设备的运行状态，绿色代表运行，另外显示一系列的参数，中间可以设定皮带的运行速度，这是在皮带启动前需要设定的，单位是百分比，将数字输入其中然后敲击回车键确认即可。
设置好速度之后就可以启动皮带了，点击“皮带控制”弹出如下窗口：
点击皮带启动即可启动皮带。
4．控制盘的操作
用户能够通过编程来改变变频器配置以满足需要。
通过一套参数集就可以对变频器编程。
本节讲述了CDP312R控制盘的操作以及如何使用控制盘来改变参数、检测实际值、控制传动系统。
控制盘
控制盘链
CDP312R控制盘通过一个Modbus通讯总线接到传动系统上。
Modbus是适用于ABB传动系统的通用的通讯协议。
通讯速率是
9600bit/s。
总线可以连接31个传动点和一个控制盘。
每个工作站必须有单独的ID号。
显示
LCD可以显示4行，每行20个字符。
在启动时，通过参数99.01LANGUAGE对语言作出选择。
根据不同客户的需要，在出厂时就有四种语言保存到变频器存储器中。
控制盘的显示指示和控制盘按键的功能
操作
按键
控制盘的按键是带有符号标识的薄膜式按键，可以用它来监视传动功
能，选择传动参数和改变参数设置。
控制盘按键的操作命令
键盘模式
CDP312R有四种不同的键盘模式：
实际信号显示模式，参数模式，
功能模式和传动选择模式。
此外，还有一种特殊的辨识显示，它是在
控制盘与链路连接后显示出来的。
下面对辨识显示和键盘模式进行了
简要的描述。
辨识显示
当控制盘第一次连接到传动单元上时，或传动单元上电时，辨识显示
就出现了，表明连接的控制盘型号和传动设备号。
注意:
可以在传动单元带电时，将控制盘连接到单元上。
ACS8000005_3
IDNUMBER1
两秒钟后，辨识显示消失，传动系统的实际信号显示出来。
实际信号显示模式
这种模式包括了两种显示：
实际信号显示和故障记录显示。
当设定实
际信号显示模式时，会显示实际信号。
如果传动处在故障状态，故障
将最先显示。
如果在一分钟内没有键按下，控制盘将自动从其它模式回到实际信号
显示模式（传动选择模式和故障显示模式下的状态显示除外）。
在实际信号显示模式下，能同时监视三个实际信号。
故障记录存储了发生在变频器里的最近的16条故障信息。
可以显示
故障名称和总的通电时间。
如果APC2上位机系统已经接到传动系统
上（DDCS通道CH0），就只能看到数据格式而不是通电时间。
下表表示故障记录中存储的事件。
对于每个事件都有详细的说明。
除了在传动选择模式下以外，当传动中发生故障或报警时，信息将立
即显示出来。
可以在故障未复位时从故障显示切换到其它显示模式。
如果没有键按下，只要故障存在，故障或报警文字就一直显示。
◆如何显示三个实际信号的全称
◆如何选择实际信号显示
◆如何显示故障记录并复位故障记录
◆如何显示并复位实际信号
参数模式
参数模式用来改变变频器的参数。
首次上电后进入这种模式，将显示
第一组的第一个参数。
在下一次进入参数模式，将会显示先前选择的
参数。
注意:
如果试图写入一个有写保护的参数，将会显示下列警告。
**WARNING**
WRITEACCESSDENIED
PARAMETERSETTING
NOTPOSSIBLE
◆如何选择参数并改变参数值
功能模式
功能模式用来选择特殊功能。
这些功能包括参数的上装与下装，和设
置CDP312R控制盘显示的对比度。
参数的上装将从传动系统中的组10到组98拷贝到控制盘上。
当传动系统在运行时，也能完成上装功能。
在上装过程中仅能发出STOP
命令。
参数的下装将从存储在控制盘中的组10到组97的参数拷贝到传动系统。
注意:
在组98和99中的关于选件参数，语言和电机数据不进行拷
贝。
如果在参数上装前试图进行参数的下装，会显示下列警告：
**WARNING**
NOTUPLOADED
DOWNLOADING
NOTPOSSIBLE
当两台传动单元的直接转矩控制的软件版本和应用软件版本（见信号
4.02DTCSWVERSION和4.03APPLSWVERSION）相同时，才能进行参数的上装和下装。
否则将显示下列警告：
**WARNING**
DRIVEINCOMPATIBLE
DOWNLOADING
NOTPOSSIBLE
在下装参数的过程中，必须停止传动装置。
如果传动系统正在运行，
而选择了参数下装，会显示下列警告：
**WARNING**
DRIVEISRUNNING
DOWNLOADING
NOTPOSSIBLE
◆如何选择和执行功能
从一个单元拷贝参数到另一个单元
通过在功能模式下使用参数上装和下装功能，你能从一个传动单元拷
贝组10…97的参数到另一个传动单元。
典型应用于控制过程和电机
型号相同的场合，那么这种功能常常使用。
如果在两个单元里的软件
DTCSW和APPLSW版本相同，这个操作才被允许。
请遵守下列
步骤：
1.对每个传动单元，选择正确的可选项（组98）和语言（组99）。
2.设置电机额定铭牌值（组99）并按需要完成每一台电机的辨识运
行。
3.在一台变频器传动单元中根据需要设定组10到组97中的参数。
4.将参数从某个变频器上装（见表6-6）。
5.断开控制盘并将它重新连到下一个变频器单元。
6.取下控制盘并重新连接到下一个变频器单元（见表6-6）。
7.对后面其它单元，可以重复步骤5和步骤6来完成。
注意:
组98和99中的参数相关可选项，语言和电机数据不被下装。
设置对比度
如果控制盘的显示不够清晰，根据表7中说明的过程设置对比度。
◆如何设置控制盘显示的对比度
传动选择模式一般应用中，是不必使用传动选择模式下的特性的；只有在几个传动
单元连接到一个控制盘链的特殊情况下，才被使用。
Modbus链是连接控制盘和变频器的通讯链。
每个在线的工作站必须
有独立的标志号（ID）。
注意：
除非有其它的传动单元同时在线连接到控制盘链上，否则变
频器的ID号默认值不能改变。
◆如何选择一个传动单元
◆如何改变一个传动系统的ID号
操作命令
操作命令控制着变频器的运行。
它们包括传动单元的启动和停止，改变旋转方向和调整给定值。
给定值用来控制电机速度（本地给定1），电机转矩（本地给定2）或标量控制（本地给定3）下的频率。
当控制地为控制盘时，显示屏上显示L（本地控制），参见下图。
1L->0.0rpm0
外部控制（由上位机控制或I/O设备控制），显示屏上没指示。
1->0.0rpm0
当系统处在远程控制模式下时，操作命令不能从控制盘发出。
仅能监
视实际信号，设置参数，上装和改变ID号。
通过按LOC/REM键来切换本地和外部控制模式。
同时仅能允许一
个本地控制设备（CDP312R或DriveWindow）作为本地控制。
由一个箭头来指示当前旋转方向。
ForwardReverse
1->0.0rpm0
1<-0.0rpm0
启动，停止，方向给定
通过按控制盘上的按键，给出启动，停止和方向命令，如所示
◆如何设置给定值
5.故障信息及处理
I/O监控
如果RMIO板不能与I/O控制板进行通讯，或者不能与SLOT1,SLOT2
或者I/O扩展链连接的I/O扩展模块通讯，就会给出下列报警：
DIOALARM
AIOALARM
EXTDIOALM
EXTAIOALM
通讯监控
RMIO诊断程序监视着来自于上位机的信息。
监视功能是由参数70.4
CH0TIMEOUT激活的。
这个参数定义了在指示通讯故障的延迟时间。
通过输入一个零值，这个功能就失效了。
一旦通讯故障，这个动
作的完成是由参数CH0COMLOSSCTRL（70.05）来定义的。
在出现通讯故障时，FAULTWORD2（9.02）里的故障“CH0COMLOS”会在操作面板上出现。
注意:
如果数据集10的更新时间小于2秒，那么报警和故障被激活。
逆变器过温故障
传动监控着逆变器功率模块温度。
如果温度超过115°C，给出报警
“ACS800TEMP”并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“功率模块过热（报警）”动作。
如果功率模块温度超过125°C，给出故障“ACS800TEMP”并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“功率模块过热”动作。
环境温度
ACS800测量RMIO板表面的环境温度。
如果温度低于-5°C或高于
73至82°C（取决于逆变器的型号），传动装置不能启动。
给出故障
“CABINTEMPF”。
过流
过流跳闸极限值是3.5倍的Ihd（重载使用时的额定电机电流）。
有多种
过流跳闸源：
·软件跳闸（时间等级是100ms，测量范围的97%）；
·硬件跳闸等级（时间等级是35ms，测量范围的97%）；
·硬件衍生的跳闸（时间等级是75ms，测量范围的12.5％）；
·通过PBU逻辑并联的硬件跳闸等级（时间等级是75ms，测量范
围的94%）
发出故障“OVERCURRENT”并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“过流”动作。
直流过压
直流过压跳闸极限值是1.3*U1max，这里U1max是主电的最大值。
发出故障“DCOVERVOLT”并将FW_1（09.01）的第2位置1。
直流电压控制及跳闸极限值
直流欠压
直流欠压跳闸极限值是0.60*1.35XU1min，这里U1min是主电的最小值。
发出故障“DCUNDERVOLT”并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“直流欠压”动作。
本地控制丢失功能
当在本地控制模式下，本地控制设备（控制盘或DriveWindow）和变
频器之间的通讯停止时，本地控制丢失功能定义了此时变频器的动作。
运行使能锁定功能
当可选负载开关用在逆变单元的输入直流回路中时，数字输入DI2的状态”0”激活了RUNENABLE（运行使能功能），该功能用于外部RUN互锁和内部充电逻辑。
当DI2状态为0时，传动装置自由停车。
发出故障“RUNDISABLD”并将ASW（08.02）第4位置1。
启动禁止连锁功能STARTINHIBITDI（启动禁止联锁功能）用来控制和监控防误起功
能。
当在防误起电路中安全继电器-A40或–K14触点断开时，逆变器IGBT脉冲直接由这个数字输入封锁。
所选择的数字输入的作用就如同一个与门封锁着MainControlWord（主控字）的第3位（RUN）互锁。
在3秒钟内，来自于PPCC链的信号“STARTINHIBITDI”数字输入和“STARTINHIBIT”ASW（8.02）第8位必须相同。
如果
“STARTINHIBITDI”的触点断开，但是“STARTINHIBIT”的状态表明了不同状态，发出故障“STARTINHHW”。
这种诊断表明HW不正确和NGPS功率模块故障。
如果没有使用防误启动电路，必须选择NO。
短路
为了监控电机电缆和逆变器的短路，有多级保护电路。
如果发生电路
短路，传动装置将不能启动，并且发出故障“SHORTCIRC”，在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“主电路短路”动作。
中间直流回路电流脉动故障
通过监控中间直流回路电流脉动，输入缺相保护电路监控供电部分的
的状态。
如果输入缺相，那么中间直流回路脉动将上升。
如果脉动超出13%，那么传动将停止，并且发出故障“SUPPLYPHASE”。
超速故障
传动的输出频率超出预置频率（例如，速度控制出现超调），传动将停
止，并且发出故障“OVERFREQ”，在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“超速故障”动作。
跳闸频率的范围可以由参数FREQTRIPMARGIN（20.11）进行调节。
速度测量故障
如果出现下列情况，速度测量故障被激活：
在参数（50.11）ENCODERDELAY设定的时间内没有收到脉冲，
并且传动系统同时处在电流或转矩极限值下。
测量速度和估计速度同电机的额定速度有20%的偏差。
在脉冲编码器和RMIO板之间没有通讯。
在1ms内，脉冲编码器的脉冲频率有明显大的变化。
故障/报警功能是由参数（50.05）ENCODERALM/FLT来激活的。
一
旦故障，发出故障“ENCODERFLT”。
开关频率过高故障
如果内部控制环超出了最大的开关频率，就会发出故障“OVER
SWFREQ”。
系统故障
如果RMIO板上的程序故障失败，就会引起中断，在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“逆变系统故障”动作。
短时过载
多传动的逆变器部分采用了IGBT-晶体管功率部件。
对于每种逆变器
型号，有负载周期A和B都在ACS600多传动目录（code3BFE
63981915）里有介绍，。
也要参考环境的限制。
IAC_NOMINAL=额定电流（连续）
IAC_4/5min=负载周期A的基准I2
IAC_1/5min=负载周期A的基准I2最大电流（基准电流IAC_4/5min的150%）
IAC_50/60s=负载周期B的基准电流I2
IAC_10/60s=负载周期B的基准电流I2最大电流（基准电流
IAC_50/60s的200%）
如果过载周期比负载周期A或B所描述的时间要长，那么逆变部分用
一个温度测量传感器和软件算法来进行过载保护。
当过载保护动作时，发出报警“INVOVERLOAD”
电机保护
电机热保护功能
采用下面方法，能防止电机过热：
·激活DTC电机热模型或用户模型；
·用PT100或PTC传感器（1个或2个独立的测量通道）来测量电机
温度；
·通过数字输入DI6检测电机内的热开关的状态（KLIXON）。
参见参
数组10，选择KLIXON。
如果接触器打开，就会激活故障“KLIXON”并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“电机过热”动作。
电机热模型能和其它温度保护装置同时使用（PTC,PT100,KLIXON）。
堵转功能
传动系统电机发生堵转时保护电机。
系统既能调整监控极限值（转
矩，频率，时间）又能选择如何使传动响应电机的堵转条件（警告指
示，故障指示，停止；无响应）。
如果下列所有条件同时满足，则激活保护：
1.变频器输出频率低于由用户设定的堵转频率极限值。
2.电机转矩已经上升到由变频器应用程序计算出来的最大允许值
（图中的Tm.a值）。
这个极限值是连续变化的，这是由于变频器
软件计算的电机温度不断变化。
3.条件1和条件2已经超过了用户设置的周期（堵转时间极限）。
报警功能或故障功能能由参数30.13STALLFUNCTION来选择的。
如果选择FAULT，堵转时就会产生一个故障“MOTORSTALL”，
并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“电机堵转”动作。
如果选择WARNING，堵转时就会产生警告“MOTORSTALL”。
欠载功能
电机欠载作为故障显示出来。
为了保护在欠载条件下的机械设备，传动系统提供欠载功能。
既能选
择监视极限值（欠载曲线和欠载时间），也能选择在欠载条件（警告
指示，故障指示，停止；无响应）下的动作。
如果下列所有条件同时满足，那么将激活保护：
1.电机负载低于由用户选择的欠载曲线。
2.电机负载一直低于所选择的欠载曲线的时间比由用户设定的时间
要长一些（欠载时间）。
3.传动输出频率比电机额定频率大10%。
报警或故障功能能由参数30.16UNDERLOADFUNC来选择的。
如
果选择FAULT，欠载时就会产生故障“UNDERLOAD”并在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“欠载故障”动作。
如果选择WARNING，欠载时就会产生警告“UNDERLOAD”。
电机缺相功能
电机缺相功能监控着电机电缆连接的状态。
在电机启动时，这个功能
是非常有用的。
传动系统监视着是否电机相线没有连接，如果是，则
拒绝起动。
缺相功能也会在正常运行期间监控着电机的连接状态。
用户能定义电机缺相时的传动动作。
选项是故障指示和停止或无响
应。
故障指示是“MOTORPHASE”，同时，在上位系统的变频器综合故障窗口中显示“电机回路故障”动作。
接地故障保护功能
接地故障保护监视着电机电缆或逆变器的接地故障。
接地故障判断是
基于在变频器的输入端的电流互感器对接地保护泄露电流的测量。
接
地故障功能取决于用户的选择，它能停止传动系统，发出故障指示，
或者使传动继续运行并发出报
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