天地科技股份有限公司高新技術(shù)事業(yè)部 王 朝

Drivewindow 在提升機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用

天地科技股份有限公司高新技術(shù)事業(yè)部 王 朝

為了實現(xiàn)直流提升機電控系統(tǒng)傳動信息的反饋以及故障的及時處理，采集ABB整流模塊上的幾種數(shù)字和模擬信號，配備相應(yīng)的硬件設(shè)備，最終把重要的傳動信號顯示在上位機上或者與因特網(wǎng)連接，實現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程不間斷監(jiān)視和控制。實際應(yīng)用表明，該項技術(shù)完善了提升機電控監(jiān)視系統(tǒng)，提高了故障處理的效率,保證了煤礦的產(chǎn)量。

提升機電控系統(tǒng)；ABB DCS800；Drivewindow；光纖通訊

1.引言

伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展國家對能源需求的增加，煤炭企業(yè)的生產(chǎn)壓力也日趨增長。礦井提升機作為煤礦的咽喉，在煤炭生產(chǎn)的過程中扮演著極其重要的角色?，F(xiàn)階段各地生產(chǎn)礦井都要求檢修時間除外的準(zhǔn)全天候生產(chǎn)，這樣提升機設(shè)備必須具有更高的技術(shù)穩(wěn)定性，同時也要求對出現(xiàn)的故障有及時的反應(yīng)，快速分析解決故障。那么對故障的跟蹤和記錄作為分析解決故障的前提，已經(jīng)成為電控系統(tǒng)中每個設(shè)備所必備的技術(shù)要求。

直流礦井提升機廣泛采用ABB DCS800整流模塊作為驅(qū)動直流電機的整流單元，而Drivewindow作為ABB提供的可選軟件一般作為供應(yīng)商技術(shù)人員的調(diào)試工具。如果把Drivewindow安裝到電控系統(tǒng)中，利用計算機將信息反饋記錄并上傳到因特網(wǎng)，那么將方便故障的查詢和處理工作，并且可以利用其追蹤新能，改善工藝。

2.直流提升機電控系統(tǒng)的構(gòu)成

(1)控制部分

包括PLC主控柜、繼電控制柜和操作臺。主要由兩套PLC和控制電器構(gòu)成，完成提升機速度控制、系統(tǒng)操作控制、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)保護(hù)等功能，實現(xiàn)對調(diào)速系統(tǒng)裝置、制動系統(tǒng)設(shè)備、輔機等設(shè)備的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)提升機按照各種工況要求正常運行；同時實現(xiàn)對提升運行和系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)和故障的檢測，識別故障和第一故障，進(jìn)行報警和顯示，并根據(jù)故障的類型實施相應(yīng)的控制。

(2)傳動部分

采用ABB公司DCS800系列全數(shù)字直流調(diào)速控制裝置，主回路采用磁場恒定電樞可逆6脈動或者12脈動方式。直流調(diào)速裝置的主要功能如下：

1)電樞電流、勵磁電流、速度自動調(diào)節(jié)控制，保證優(yōu)良的控制性能。

2)具有電流自適應(yīng)和速度自適應(yīng)功能，可預(yù)設(shè)速度基準(zhǔn)值、電流限幅值等參數(shù)，并可限制加減速過程的沖擊，保證系統(tǒng)有良好的穩(wěn)定性和精度。

3)具有抑制機電共振功能，及多種補償功能。

4)具有多種故障自診斷及故障按順序記憶與故障性質(zhì)的記憶功能，便于維護(hù)及故障排除。監(jiān)視和保護(hù)功能包括：主電源過壓、欠壓、相序錯等；電樞過流、過壓、電樞電流波動較大等；勵磁過流、過壓、欠勵磁等；電機過載、堵轉(zhuǎn)等。

3.DCS800傳動監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計方案

(1)硬件設(shè)計

在上位機中安裝PCI/PCMCIA轉(zhuǎn)換卡，NDPA-02轉(zhuǎn)換卡，和NDPA-02轉(zhuǎn)換卡；在模塊中需要安裝SDCS-COM-8通訊板；最后用光纖把整流模塊和上述器件相連，完成硬件的通訊。具體視圖如圖1。

(2)參數(shù)設(shè)置

設(shè)置參數(shù)參與通訊的模塊中的70.22為0～75中的任意數(shù)字，注意各個模塊參數(shù)設(shè)置不能重復(fù)。例如12脈動的電樞整流單元中設(shè)置主、副系統(tǒng)參數(shù)分別為：

注意：模塊只有在斷電之后，70.22新的節(jié)點地址才能生效。

(3)監(jiān)視參數(shù)

在計算機中安裝Drivewindow后，打開軟件將顯示畫面如下：

其中主要監(jiān)視：

①電機電流1.06(用電機額定電流表示的電流的百分?jǐn)?shù))

②電機速度1.04(實際電機速度)

電流給定3.12(實際電流給定值)

圖1 硬件設(shè)計

圖2 波形曲線

圖3 現(xiàn)場發(fā)回的直流模塊6脈動運行時的故障

③實際速度給定值2.17(由外圍給定的電壓值經(jīng)計算得來的速度給定值)

④速度給定值2.18(經(jīng)過速度限幅限制的速度給定)

Drivewindow最高可記錄6組參數(shù)曲線，采樣頻率為10ms，記錄時間長，最長可記錄3天的波形曲線(如圖2)。記錄和監(jiān)視波形可真實記錄DCS800傳動設(shè)備的運行狀態(tài)。而且波形曲線可調(diào)出存儲，一旦出現(xiàn)故障，可快速分析得出故障原因。

⑤故障波形

如圖3為現(xiàn)場發(fā)回的直流模塊6脈動運行時的故障，此故障較為嚴(yán)重。為電樞晶閘管擊穿故障。此時電樞整流電源已不再受控，只有停掉電源才能終止故障造成更大的損失。處理此類故障需要快速反應(yīng)，只有遠(yuǎn)程監(jiān)控才能實現(xiàn)。

⑥遠(yuǎn)程監(jiān)控

應(yīng)用Ethernet適配器NETA-01通訊組件與DCS800-COM-8共同使用可將Drivewindow的數(shù)據(jù)上傳到萬維網(wǎng)，可以在例如：互聯(lián)網(wǎng)IE中訪問，這樣就可以實現(xiàn)調(diào)試技術(shù)人員對現(xiàn)場情況的訪問。提高設(shè)備的維護(hù)率，降低故障的發(fā)生率和降低解決故障的時間。

4.結(jié)論

在能源需求日益緊迫的今天，煤礦的產(chǎn)量關(guān)系到國計民生和國家能源戰(zhàn)略。提升機作為煤炭生產(chǎn)的咽喉，穩(wěn)定、高效和長時的運行是保證上述目標(biāo)的關(guān)鍵。作為直流電控提升機電控傳動部分的可靠供應(yīng)商，ABB 公司的DCS800整流單元運行可靠，能夠承擔(dān)高負(fù)荷的生產(chǎn)任務(wù)。合理運用DCS800 Drivewindow的功能，能夠保證煤礦的安全穩(wěn)定運行。

[1]王兆安,黃俊.電力電子技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2005:1-2.

[2]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].機械工業(yè)出版社,2006:43-44.

In order to collect drive signals and settle drive faults in direct current motor-drive mine winder electrical control system，collect digital and analog signals from ABB drive module with corresponding hardware devices.Processes above make drive signals constantly displayed on the host computer.Based on the application in coal mining factory，this improved the efficiency of settling faults and guarantee the coal mining production.

mine winder electrical system；ABB DCS800；Drivewindow；Optical fiber communication