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西门子变频器在步进炉改造中的应用

时间:2011-04-24  作者:秩名
3.3变频器的初始化参数
 

通过P052选择不同的参数值,变频器可完成相应的参数设定。

P052=1 将所有参数返回出厂时的设定

P052=2 可完成不同型号变频器MLFB代码的输入

P052=4可完成通讯功能的设定

P052=5给传动系统和电机系统赋值

P052=6根据电机铭牌数据自动设定电机控制参数

P052=7根据测量电机数据,自动设置控制系统参数

每一台电机都应根据电机参数的不同,对电机进行初始化设置,具体过程如下,以出炉辊道变频器为例。

P050=1 语言选择为英语

P051=1 选择专家应用,在这种方式下才可实现对所有参数的设定

P052=5 传动装置和电机数据的设定

P071=400V 传动装置的线电压

P092=1 变频器输出端选用正弦滤波器

P100.2=0 选用国际标准电机

P101.2=380 V额定电机电压

P102.2=114 A 额定电机电流

P103.2= 0A 电机空载电流

P104.2=0.87 电机功率因数

P107.2=50 HZ电机额定频率

P108.2=750r/min电机额定转速

P109. 2= 4电机极对数

P163.2=1 选择变频器为V/f特性

P165.2=0 选择线性特性,即恒转矩传动

P420= 50 HZ 变频器额定系统频率

P452.2= 50HZ 变频器正向最大频率

P453.2=- 50 HZ 变频器反向最大频率

P462.2=1.5秒 从静止到系统额定频率的斜坡时间

P462.2=0.5秒 从系统额定频率到静止的斜坡时间

P761=6KHZ 脉冲频率

P052=7然后启动变频器,对变频器进行优化

由于出炉辊道使用正弦滤波器,所以采用P052=7进行优化。对于未采用正弦滤波器的变频器采用P052=6进行优化。通过上述参数的设定,变频器基本可以实现带载工作。由于出炉辊道由10台电机组成,其电流值为10台电机电流的总和。将变频器设定为V/f特性,即Us/fs=cons,为了满足辊道电机的控制要求,将变频器设定为线形特性,即恒转矩特性。

3.3变频器控制回路

6SE70变频器有CU1控制板、CU2控制板、CUVC控制板等几种不同的控制板,无缝厂新定径使用的变频器使用的都是CU1板,下面就CU1板变频器的外部端子做以下说明。CU1板变频器具有5个开关量输入,2个开关量输出,2个模拟量输入和2个模拟量输出,且具有内部0-10V模拟量发生器,可直接通过外部电位器来调节给定量的大小。变频器的输入和输出控制通过变频器的控制字和状态字来控制。通过控制字的控制位对应参数的设定,便可实现变频器外部控制端子功能的分配以及控制方式的选择。通过状态字的状态位对应参数的设定,可实现变频器输出端子开关量和模拟量功能的分配。通过参数的设定和PLC程序的配合即可实现对变频器速度和工作状态的控制。变频器的外部输出端子和输入端子的功能可通过参数设定进行自由选择。

3.4变频器通道的设定

变频器有主通道和辅助通道两个通道,通过参数选择在主通道可实现在操作面板实现速度的升降,也可以通过模拟量以及数字量通讯实现频率的控制,还可以通过外部控制端子来控制最多4个设定频率的选择来控制变频器的实际工作频率。论文大全。辅助通道无法实现在操作面板完成对频率的控制。通过P443和P428不同参数值的选择,可实现对主通道和辅助通道中不同给定量的选择。AE1和AE2分别为两个模拟量输入通道。参数值为1002表示通过变频器面板实现频率的控制,参数值1001表示通过外部接线端子来控制4个设定频率的选择。步进炉出炉辊道由于正转需要进行调速,炉外检测无管时,辊道以高速运行,炉外检测有管时,辊道速度跟随定径机入口速度变化,反转由于采取手动控制,需要以固定频率运转。在设计中采用通讯控制实现辊道的快慢速及正反转功能。主通道和辅助通道相结合来实现对变频器。

3.5变频器的启动和停车

由前面的理论叙述可知,变频器瞬间频率上升过快,启动力矩将会受到影响,甚至造成变频器过流,所以在变频器启动过程中由P462参数值通过斜坡函数发生器可以控制变频器的启动时间,从而消除上面的影响。变频器停车时,由参数P464可控制变频器停车时间。出炉辊道P462=1秒,P464=0.5秒。变频器有OFF1、OFF2和OFF3三种停车方式,优先级OFF2>OFF3>OFF1,正常停车用OFF1,急停采用OFF2和OFF3,OFF1和OFF3进行停车,停车时间可以通过参数进行设定。T1=Tdecel+Tdelay,T3=Toff3+Tdelay,Tdecel时间值由P464设定,Tdelay时间值由参数P516设定,通过OFF3或OFF1停车时,降到停车频率Toff时,变频器经过Tdelay后脉冲会被封锁,变频器停止运行。OFF2停车方式,变频器脉冲立即封锁,外部回路全部切断,这种方式会对变频器构成一定的损害,所以停车只选择了OFF1和OFF3停车方式。OFF3设为急停,通过外部端子分配,20#端子设定为急停端子,即P558.2=1005。当发生一些紧急情况时,通过该端子可实现变频器的紧急停车。一般OFF3停车时间设的比OFF1要短一些。

3.6变频器启动时的电压补偿

由前面变频理论可知,变频器在无法保证电机一直工作在恒转矩特性下,在低频时电机的转矩将会下降,所以在低频段增加了电压补偿,使电机在额定频率内在恒转矩下工作。具体参数设定如下:

P166=1 0HZ时采取电压补偿

P168=2 电压补偿值,为额定电压的百分数

P169=10 电压补偿的结束频率

在0HZ升到补偿结束频率时,电压补偿减少到0。P169值的设定可以保证在补偿范围内输出电压保持恒定,直到交到正常的V/HZ曲线。

3.7变频器的弱磁频率

当变频器频率升到额定频率以上时,采用V/f特性将使电机电压超过额定电压,这样将会损坏电机。通过弱磁频率的设定,当频率超过弱磁频率时,输出电压将保持恒定,电机工作在恒功率状态。步进炉出炉辊道弱磁频率P170=50HZ,在50HZ以内变频器处于恒转矩工作状态。

3.8变频器的制动

6SE70系列变频器有两种制动方式,一种是通过制动单元由外接制动电阻实现制动;一种是通过整流单元的回馈逆变桥,由自藕变压器通过升压将电动机机械能转换为电能回送到电网,来实现变频器的制动,步进炉出炉辊道便采用回馈再生制动。

3.9变频器的内部保护和报警信息

温度保护:通过变频器内部的热敏检测电阻对变频器温度进行监测,当温度过高时,变频器会自动停车,并发出报警信息。

过载保护:通过电流限幅信号的设定,可对电机和传动装置起到保护作用。论文大全。设定P763=89A(变频器最大电流值),由于出炉辊道由10台电机组成,在满足电机正常运行的前提下将保护值设的较低,以增加对单台电机的保护。变频器出现故障时,会在操作面板上显示故障代码和报警信息代码,通过代码可以较方便的查找故障。

3.10变频器的通讯控制

步进炉装、出炉辊道采用通讯控制,通过PROFIBUS-DP实现PLC与变频器间数据量和控制信号以及状态信号的传输。通过选件板CB1通讯板把驱动设备集成到自动控制系统中,具体参数设置如下:

P051=3 专家方式

P052=4 传动设备硬件设置

P090=1 电子板PCB2#位插CB1板

P091=1 电子板PCB3#位空

P918=3-122 从站站号

P052=0 返回前面的驱动状态

P052=7 释放参数接口

P443=302 主设定由PLC发送

P554=3001 启/停由PLC控制

P566=3001 复位由PLC控制

P694.1=968 状态字

P694.2=218 实际速度值[2]

4.结论

6SE70系列变频器在步进炉控制系统改造中的应用,满足了步进炉入、出炉辊道速度正、反、快、慢控制的要求,充分发挥了变频器平滑、无级调速以及调速范围大的优点,适应了现代化生产工艺,改造后的步进炉入、出炉辊道电源系统维护简单,运行稳定,大大降低了设备故障率,提高了产品质量和生产率。


参考文献:
[1] 李华德 ,现代交流电机变频调速系统
北京:石油工业出版社,2002
[2] 崔坚,西门子工业网络通讯指南
 

 

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