主从控制变频调速在钢厂铸造起重机上运用3

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1、主从控制变频调速在钢厂铸造起重机上运用上海起重运输机械厂陶维真张毅变频调速系统以其卓越的调速特性，迅速地在各行各业起重机上得到广泛应用。然而由于钢厂的特殊情况，明显地阻碍了变频调速在钢厂铸造起重机上的运用，为此在我们总结了1999年在江西柘林水电站启闭机上成功采用PROFIBUS总线和主从控制应用宏变频调速系统的基础上，于2000年、2002年在沙钢、梅钢研制成功钢厂铸造起重机主从控制变频调速系统。本文结合这些实例，对变频调速如何在铸造起重机上的运用作一介绍。钢厂铸造起重机使用环境恶劣，工作级别高。就其副起升，大小车运行变频调速的实施，除考虑严格密封防止金属粉尘和耐

2、高温的条件外，基本和其他行业起重机的变频调速系统在电控上无明显区别，但铸造起重机的主起升机构从环境恶劣，工作级别高、安全系数高等因素考虑，就具有一定的特殊性，其往往采用双电动机，双传动机构刚性联接，（如图一所示）的机械结构。图一、双电动机钢性联接的主起升机械结构当正常运行时两台电动机必须严格同步运行以防止机械结构的损坏。当其中任一台电动机发生故障时，另一台电动机必须能单独完成起升和下降的工作要求，释放吊钩上的钢包，以防止严重的生产安全事故的发生。针对铸造起重机必须的双电动机热备份的特殊情况，我们采用ABB公司ACC604变频器设计成功通过外部开关指令可转换的双电动机

3、主从控制应用宏和单电动机起重机应用宏的DTC闭环控制的主起升机构变频调速系统。实践运用的结果十分令人满意。主起升机构变频调速电气原理如图二所示。该系统采用ABB公司ACC604-0260-3160KW变频器二台，分别控制二台变频电动机。每台变频器配备西门子公司S7-226PLC可编程控器各一台，其中变频器的DI1为电动机制动器抱闸打开信号确认，图二、主起升变频调速原理图DI2为起升机构主令零位，DI3、DI4分别为电动机运行方向，DI6为变频器工作模式：双电动机主从应用宏和单电动机起重机应用宏转换控制端口。每台变频器由CHI口通道的V15、V16连接NTAC-02脉

4、冲编码器模块，通过双绞双屏蔽电缆接受编码器反馈信号（德国P+F公司10-15531LV-1024）,实施DTC闭环控制。从硬件角度讲和普通变频调速系统比较，主要区别在于两台变频器通过CH2口通道的V17、VI8进行光纤通讯的主从控制模式和通过改变端口DI6电平实现双电机主从控制和单电机起重机控制的转换。当起重机正常运行时，采用主从控制应用宏。主变频器接受西门子S7-226可编程控器的扩展模块EM232输出的0-10V模拟量给定信号进行电动机速度控制，并通过光纤通讯，使从变频器实施力矩控制，以确保两电动机严格的同步运行。当任一台电动机（不管主机或从机）发生故障时只要切

5、换驾驶室联动台上的控制开关，改变DI6端口的高低电平状态，其中一台完好的电动机所对应的变频器就接受S7-226可编控器的模拟量给定信号，对该电动机实施速度控制。以确保起重机能迅速排除因主起升一台电动机损坏而无法继续工作的故障。这儿应注意每台变频器均可单独控制制动器开闸和抱闸，由于是双电动机刚性联接，就要求每台变频器应必须同时控制两个制动器，以适合单电动机运行的情况。下面再就主从控制模式及有关参数如何正确设定做简单介绍。变频器的主从控制应用是为多电动机同步传动应用而设计的，其系统由多个变频器共同驱动，外部控制信号只与主机连接，主机经由光纤数字通信控制从机，主机是典型的

6、速度控制，从机可跟据电动机相互钢性或柔性连接可分别设置为转矩控制或速度控制。即从变频器跟随主变频器的转矩或者速度给定运行（参见图三）。当电机相互之间是柔性连接，从机应使用速度控制，二台电动机之间允许细微的速度误差，一般可应用于皮带运输机械装置。当电机相互之间是刚性连接，从机应使用转矩控制，二台动机之间不能有速度误差。电机關歸合:-控制速颇主传辭元—从传动单元主传辭元繰矩给定电机轴柔性齡：—控戕躺主传动单元-从删单元灘主传动单元的速度给定三、主从控制应用市于在主从控制模式中每个电机都有独立的拖动系统，主机或从机的独立运行可以用于冗余运行。即可以通过数字输入口完成主从控

7、制到独立运行的自由切换，使之成为完善的独立拖动系统。正确运用变频器的这一功能就为钢厂铸造起重机的变频调速实施确定了根本。由于钢厂铸造起重机的主起升机构的双电动机一般是通过电动机高速轴或卷筒的低速轴刚性联接。对丁ABB公司ACC604变频器在主从控制模式下（参数99.2二M/FCTRL）,主机变频器（参数72.1=MASTER）是速度控制（参数72.2二SPEED）,从机变频器（参数72.1=FOLLOWER）应设置为转矩控制（参数72.2=TQRQUE）O在独立运行模式（参数99.2=CRANE）主机和从机均设置为速度控制（参数72.2=SPEED）。这就是说对