原创《变频器在高炉卷扬系统中应用》：这是一篇与高炉卷扬系统论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
[摘 要]可靠稳定快速的上料可有效保证高炉产量以及提高冶炼质量.本文根据高炉生产的要求以及高炉卷扬机主驱动系统的技术特点,在高炉上料系统中采用PLC和变频器相结合实现了对料车的控制,解决了因卷扬控制系统不稳定而造成的休风、停产问题.提高了卷扬上料系统的稳定性,降低了上料系统的故障率.
[关键词]变频器;PLC;高炉卷扬
1.高炉上料设备概况
高炉上料设备是高炉供料系统的重要设备主要包括料车坑、料车、斜桥、卷扬机或上料机.料车上料机主要由斜桥、料车和卷扬机三部分组成.工作过程中,两个料车交替上料,当装满炉料的料车上升时,空料车下行,空车重量相当于一个平衡锤,平衡了重料车的车厢自重.
1.1料车卷扬机
料车卷扬机是料车上料机的拖动设备,其主要由电动机、联轴节、抱闸、减速机、卷筒齿轮传动机构、卷筒和断电器等部件组成.
根据料车运动的工作过程,其工作特点是：
（l）能够频繁起动、制动、停车、反向、转速平稳、过渡时间短;（2）能按照一定的速度图运行;（3）能够广泛地调速,调速范围一般为0.5-3.5m/s;（4）系统可靠工作.在进入曲轨段及离开料坑时不能有冲击,确保终点位置准确停车.
1.2料车
料车在斜桥上的运动分为起动、加速、稳定运行、减速、倾翻和制动六个阶段,在整个过程中包括两次加速和两次减速.料车提升一次所需要的时间和料车的运动速度和加速度有关,其变化曲线如图1.1所示：
tl时间内：料车起动,重料车开始上行,同时空料车开始自炉顶极限位置下行.此时,钢绳自卷筒退出的加速度不应超过料车的加速度,以免产生钢绳松弛现象.
t2时间内：重料车上行并继续加速到最大速度,一般加速度.t3时间内：料车以最大速度,稳定运行.t4时间内：重料车进入卸料曲轨段之前的（第一次）减速时间.t5为重料车在卸料曲轨段等速行走时间.t6为重料车第二次减速到停车时间.
2.控制系统的选型和设计
卷扬电控系统的选型首先保证系统的稳定性和可靠性,同时考虑操作简单、维护简便、施工方便、系统经济等因素：?
（1） 控制器选用性价比高的西门子S7-400系列PLC,其CPU采用6ES7412-2XJ05-0AB0,该CPU具有2个Profibus-DP接口,主要用来和变频器通信,采集速度和电流信号.（2）变频传动采用ABB的ACS800变频器,带有专用的提升软件（含有主从应用宏）,采用直接转矩控制方式,在零速具有满转矩的特性,带有脉冲编码器和Profibus-DP接口.（3）考虑到施工维护的方便性以及防止线路干扰,采用Profibus-DP总线,在卷扬机附近设立1个ET200M远程站.（4）为了维护方便,设一台上位机,实时监视卷扬机的运行状态并进行记录,以方便故障分析查找.（5）整个系统贯彻冗余的原则.电源冗余：有两路独立的电源给卷扬机供电;传动系统冗余：设有4台变频器,两两互为备用;检测元件冗余：设有两套主令控制器、两套编码器.
3.卷扬控制系统的实现
3.1卷扬系统构成及配置
卷扬系统开关量较多,模拟量较少.系统具体配置情况如图3.1所示.
3.2控制系统软硬件配置和网络配置?
系统采用PLC控制,通过上位机完成系统监控及数据采集记录等功能;采用西门子S7-400组成基础自动化系统;采用Ifix监控软件,编程软件采用step7,WindowsXP作为系统平台界面,组成计算机化的操作系统,实现人机通信.
控制器和上位机之间采用工业以太网通信.主机控制单元接受由I/O接口收集的开关量信号,在实现对设备控制的同时和监控站上位机通信.
传动原理（如图3.2所示）：
图3.2 卷扬系统图
（1）采用独立双路供电,通过双投切换开关QS1来实现.
（2）采用4台变频器,其中1#、3#变频器控制1#电机,2#、4#变频器控制2#电机,1#和2#变频器为一组和3#和4#变频器互为备份,变频器的切换通过选择开关进行切换;电机的切换则由双投切换开关QS2和QS3实现.（3）由于在机械结构上有两个电机,通过用光纤连接两变频器控制板上有主从同步接口板实现主从同步.（4）每台变频器的主回路设有进线接触器,以便在紧急情况下控制接触器的分离,让整个系统断电.
3.3变频参数设置
（1）电机的参数：将电机上铭牌参数,准确地输入到变频器中.卷扬系统要求两电机同步运行,因此需要设置主从同步参数.（2）为精确控制电机,将变频器控制模式的设定为DTC控制模式.（3）加减速时间设定：加减速时间尽可能小,但如果加速时间过小,容易造成变频器过流.（4）料车在减速过程中,需要制动斩波器和制动电阻,因此要对制动功率和制动电阻的大小进行设定.（5）变频器挂在PLC下,将变频器的速度和电流信号传给主PLC,因此需要设定Profibus-DP通信的有关参数.（6）在料车的上行过程中,速度是从低速到高速,然后一次减速、二次减速,最后停车.因此每段的速度是多少,需要根据实际情况设定.（7）变频器的输出信号需要设定.
结论
该高炉卷扬控制系统采用西门子PLC控制同ABB变频器传动相结合的技术,达到较高的控制要求,满足了高炉正常生产对设备无故障运行指标的严格要求,提高了高炉的产能.
高炉卷扬系统论文参考资料：
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