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技術(shù)頻道

艾默生EV3500變頻器在承德鋼廠的應(yīng)用

  承鋼提釩工程煉鋼區(qū)域電氣成套項(xiàng)目:1-4號氧槍高壓供水泵采用艾黙生EV3500-4T4000P變頻器4臺,為煉鋼供水屬于重要設(shè)備?,F(xiàn)場操作控制方式為SM-PROFIBUS-DP總線方式。在以前氧槍高壓供水都采用高壓電機(jī)來實(shí)現(xiàn),故本次設(shè)計(jì)采用艾黙生EV3500變頻器與低壓變頻電機(jī)配套使用。
  1.用EV3500變頻器與變頻電機(jī)配套使用替代高壓電機(jī)(因?yàn)楦邏弘姍C(jī)驅(qū)動氧槍高壓供水泵控制水壓和揚(yáng)程準(zhǔn)確度不高)。
  2.提高工作效率,節(jié)能,實(shí)現(xiàn)無人看守,上位機(jī)操作控制。
  3.日常操作簡單,維護(hù)方便。
  系統(tǒng)配置為3用1備,采用SM-PROFIBUS-DP總線方式控制,無論機(jī)旁還是自動都經(jīng)過上位機(jī)進(jìn)行控制,操作方便簡單。
  EV3500變頻器在實(shí)際應(yīng)用中對泵類負(fù)荷的控制方式有很多種,并且都能滿足工藝的要求。
  1.開關(guān)量控制。
  2.模擬量控制。
  3.總線通訊控制等其它控制方式。
  開關(guān)量控制容易導(dǎo)致誤操作并且增加操作工的工作強(qiáng)度。
  考慮到主控室與變頻器機(jī)柜距離遠(yuǎn),模擬量控制會受距離限制和強(qiáng)電干擾而會產(chǎn)生衰減,增加設(shè)備之間的故障接點(diǎn),不便于設(shè)備維護(hù)。
  采用SM-PROFIBUS-DP通訊控制可以彌補(bǔ)以上2種控制方式的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)無人看守操作,控制線路維護(hù)簡單方便,僅采用1根2芯的DP電纜就滿足對EV3500變頻器的起??刂疲冾l器運(yùn)行狀態(tài)的反饋,遠(yuǎn)程故障復(fù)位等其它要求,并且充分利用EV3500通訊上的強(qiáng)大優(yōu)勢。
  每臺EV3500-4T4000P變頻器由3個(gè)SPMA1402110/132KW并機(jī)組成。選配1個(gè)PROFIBUS總線接口模塊。
  本系統(tǒng)采用的是siemens公司的S7系列PLC與艾默生EV3500變頻器通訊,我們提供相應(yīng)的CTSP0672.GSD文件配置在上位機(jī)的應(yīng)用程序中和sm_profibus_dp_user_guide.pdf文件做為指令解析的對照表,與PROFIBUS總線接口模塊之間進(jìn)行通訊連接,通過上位機(jī)“控制字”的發(fā)送和對變頻器“狀態(tài)字”的讀取來進(jìn)行控制。
  四.EV3500調(diào)試過程:
  第一步對電機(jī)銘牌參數(shù)進(jìn)行正確設(shè)置及電機(jī)自整定
  Pr0.42=4
  Pr0.44=380V
  Pr0.45=1450r/min
  Pr0.46=621A
  Pr0.47=50HZ
  對電機(jī)進(jìn)行自整定,有2種整定方式,靜止與旋轉(zhuǎn)自整定。
  在有條件的情況下進(jìn)線旋轉(zhuǎn)參數(shù)整定,這樣可以測量出電機(jī)的功率因數(shù)。
  如果電機(jī)帶載且無法卸除電機(jī)軸上的負(fù)載時(shí),可執(zhí)行靜態(tài)參數(shù)辨識。靜止參數(shù)辨識測量定子電阻(Pr5.17)及電壓偏執(zhí)(Pr5.23),設(shè)置Pr0.40=1,并給變頻器提供使能信號(端子31)和運(yùn)行信號(端子26或端子27)。
  電機(jī)空載可以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)參數(shù)識別。由于煉鋼系統(tǒng)新建設(shè)備,所以具備電機(jī)空載試車的條件。驅(qū)動電機(jī)以2/3基數(shù)正轉(zhuǎn)數(shù)秒之前(不考慮速度給定值及所選方向),旋轉(zhuǎn)參數(shù)首先執(zhí)行靜止參數(shù)辨識,除測量定子電阻(Pr5.17)及電壓偏執(zhí)(Pr5.23)外,旋轉(zhuǎn)參數(shù)辨識還測量電機(jī)功率因數(shù)并Pr0.43為正確數(shù)值。設(shè)置Pr0.40=2,并給變頻器提供使能信號(端子31)和運(yùn)行信號(端子26或端子27)。
  參數(shù)辨識測試完畢后,在變頻器將進(jìn)入“Inh”狀態(tài)。在變頻器設(shè)定給定值運(yùn)轉(zhuǎn)前,變頻器必須處于“Inh”狀態(tài)。
  第二步DP網(wǎng)絡(luò)檢測
  變頻器的起停,運(yùn)行頻率是通過上位機(jī)來控制的。連接上位機(jī)與PROFIBUS總線接口模塊的DP電纜的好壞尤為重要。啟用上位機(jī)CPU的連接器的終端電阻,我們變頻器做為DP網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備同樣在最末端PROFIBUS總線接口模塊的DP電纜的連接器啟用終端電阻,用萬用表測量最末端連接器進(jìn)線端A1,B1之間的電阻,電阻值應(yīng)為142Ω(包含線徑的電阻值),在把最末端連接器的終端電阻關(guān)掉,測量終端電阻的電阻值應(yīng)為262Ω,表明變頻器與上位機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接完好??梢哉Mㄓ嵑蛯ψ冾l器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
  若電阻值大于262Ω時(shí),DP網(wǎng)絡(luò)連接存在問題,檢查DP電纜連接器接線是否有松動,進(jìn)線電纜與出線電纜的位置是否正確,電纜的紅色線與A1、A2綠色線與B1、B2是否對應(yīng),網(wǎng)線是否有中間斷線的地方。
  確認(rèn)DP電纜正確后,設(shè)置Pr15.03=10通訊地址與上位機(jī)地址相同
  查看Pr15.06=-1,若Pr15.06=-3與上位機(jī)通訊中斷
  在上位機(jī)的程序畫面查看能否讀到變頻器,一切正確進(jìn)行變頻器與上位機(jī)的通訊進(jìn)行設(shè)置。
  第三步設(shè)置EV3500變頻器相關(guān)運(yùn)行參數(shù),初步帶載試運(yùn)行。
  1.Pr5.14=Fd
  2.Pr5.27=OFF滑差補(bǔ)償關(guān)閉
  3.Pr6.01=COAST(自由停車)rP減速停車
  4.Pr6.42=128停車命令(上位機(jī)發(fā)出)
  5.Pr6.43=ON控制字連接狀態(tài)
  6.Pr7.15=VOLT(tripTH熱敏電阻故障)
  7.Pr7.22=401
  8.Pr7.23=1.400
  9.Pr7.24=2輸出4-20mA
  10.Pr8.17=取反故障輸出(控制端子41#,42#為故障輸出)
  11.Pr15.01=403
  12.Pr15.02=3.01
  13.Pr15.03=10通訊地址與上位機(jī)地址相同
  14.Pr15.04=-1(所有參數(shù)保存后,通訊正常參數(shù)值變?yōu)?)
  15.Pr15.05=0
  17.Pr15.07=3000(上位機(jī)斷電3S后變頻器故障自動停車)
  18.Pr15.08=OFF
  19.Pr15.09=OFF
  20.Pr15.10=-1
  21.Pr15.11=-1
  22.Pr15.12=401
  23.Pr15.13=1001
  24.Pr15.14=1002
  25.Pr15.15=0
  26.Pr15.16=0
  27.Pr15.17=0
  28.Pr15.18=0
  29.Pr15.19=0
  30.Pr15.20=-1
  31.Pr15.21=-1
  32.Pr15.22=0
  33.Pr15.23=0
  34.Pr15.24=0
  35.Pr15.25=0
  36.Pr15.26=0
  37.Pr15.27=0
  38.Pr15.28=0
  39.Pr15.29=0
  40.Pr15.30=OFF
  41.Pr15.31=OFF
  42.Pr15.32=OFF(參數(shù)優(yōu)化,瞬間閃爍看不到ON狀態(tài))
  43.Pr15.33=OFF
  44.Pr15.34=ON
  45.Pr15.35=本機(jī)序列號代碼
  46.Pr15.38=4
  47.Pr15.39=4(所有參數(shù)保存后,通訊正常,斷電重啟參數(shù)值變?yōu)?)
  48.Pr15.40=4(所有參數(shù)保存后,通訊正常,斷電重啟參數(shù)值變?yōu)?)
  49.Pr15.41=0
  50.Pr15.49=0(當(dāng)15.06=-3時(shí),15.49=113或111變頻器起不了車。通訊故障)
  51.Pr15.50=0
  52.Pr15.50=1
  設(shè)置參數(shù)注意事項(xiàng):
  所有參數(shù)設(shè)置并保存以后,變頻器斷電在重新上電查看參數(shù)Pr15.06與Pr15.49的顯示狀態(tài),當(dāng)Pr15.06=-3,Pr15.49=111或113。這表明變頻器通訊有故障,檢查DP網(wǎng)線。
  當(dāng)Pr15.06=-1,Pr15.49=0,變頻器等待與上位機(jī)通訊。
  當(dāng)Pr15.06=1,Pr15.49=0,通訊正常,波特率為9600bps。
  當(dāng)Pr15.06=70,Pr15.49=0,通訊正常,波特率為19200bps。在通訊正常的情況下,變頻器自動檢測上位機(jī)的波特率。
  參數(shù)Pr15.06顯示數(shù)值頻繁閃爍時(shí),表明與上位機(jī)通訊查詢波特率,把Pr15.32=on進(jìn)行重心初始化就可以。
  參數(shù)Pr15.10-Pr15.19為上位機(jī)提供變頻器的“狀態(tài)字”,上位機(jī)通過對Pr15.10-Pr15.19的讀取把變頻器運(yùn)行頻率,電流和工作狀態(tài)顯示到畫面上,從15.12-15.19設(shè)置必需連續(xù)而且為Pr0.00-Pr21.51中的RO參數(shù)。設(shè)置其它參數(shù)或RW參數(shù)上位機(jī)識別不到。
  五.調(diào)試中出現(xiàn)的問題
  1:初次設(shè)置,Pr15.12=505,Pr15.13=506,Pr15.14=507
  變頻器運(yùn)行以后在上位機(jī)只能看到變頻器直流母線電壓的值,電機(jī)的頻率和額定電流都看不到。經(jīng)過數(shù)次設(shè)置和調(diào)試發(fā)現(xiàn)Pr15.12-Pr15.19設(shè)置的參數(shù),只對Pr0.00-Pr21.51中的RO參數(shù)進(jìn)線讀取,對RW參數(shù)讀取不到。有不用的“狀態(tài)字”用“0”占位。通過與現(xiàn)場工藝溝通最后把參數(shù)Pr15.12=401,Pr15.13=1001,Pr15.13=1002。
  2:試車運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的電機(jī)問題:
  在試車過程中,發(fā)現(xiàn)2號氧槍高壓供水泵在空載狀態(tài),頻率=40Hz時(shí)運(yùn)行電流為140A,轉(zhuǎn)速=1140r/min屬于正常。當(dāng)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí),頻率=40Hz時(shí)運(yùn)行電流是145A,變頻器的控制器顯示轉(zhuǎn)速=1150r/min,現(xiàn)場電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速很低,經(jīng)過幾次試轉(zhuǎn)仍然是這種狀態(tài)。確定變頻器或電機(jī)其中一個(gè)必然有問題,考慮到電機(jī)絕緣等級為B級,懷疑是否因?yàn)榻^緣程度不好的原因,或者電纜絕緣不好等因素。摘下變頻器U、V、W三相的電纜,用500MΩ揺表測量電纜與電機(jī)外殼的絕緣,沒問題。
  通過導(dǎo)電纜發(fā)現(xiàn)2#變頻器驅(qū)動另外一臺電機(jī)一切正常,最后電機(jī)廠家來到現(xiàn)場開蓋檢測電機(jī)發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子在工藝上處理的不好,有一小的鐵塊沒有處理掉導(dǎo)至電機(jī)運(yùn)行時(shí)嚴(yán)重漏磁通。
  注意事項(xiàng):
  在通訊狀態(tài)下,EV3500變頻器出現(xiàn)故障,如果上位機(jī)不能復(fù)位或不存在復(fù)位功能,在變頻器操作面板進(jìn)行復(fù)位之后,變頻器必須斷電??機(jī)進(jìn)行工作。
  以上為EV3500-4T4000P在SM-PROFIBUS-DP總線接口模塊與S7-400相通訊控制下驅(qū)動氧槍高壓供水泵調(diào)試過程,在運(yùn)行過程中對水壓和揚(yáng)程控制的都非常好,給煉鋼用水穩(wěn)定運(yùn)行起了很大的保障。客戶非常滿意,
  六.結(jié)論:
  現(xiàn)代的變頻器已經(jīng)不在是僅限于低壓工藝的要求,而是擴(kuò)展到變頻器與變頻電機(jī)配合替代高壓電機(jī)來驅(qū)動煉鋼系統(tǒng)重要的泵類,風(fēng)機(jī)類的負(fù)載,增加運(yùn)行的穩(wěn)定性。也是SM-PROFIBUS-DP通訊控制在EV3500成功的應(yīng)用,同時(shí)為SM-PROFIBUS-DP通訊控制在以后的生產(chǎn)領(lǐng)域提供更廣泛的應(yīng)用空間,與不同的PLC系列相通訊提供鮮明的案例。滿足客戶的使用要求。并給與較高的評價(jià)。

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