摘 要：介紹了調(diào)車變頻器兩用一備系統(tǒng)的改造設(shè)計方案。當(dāng)變頻器發(fā)生故障后，能通過簡易的操作及時將控制回路切換至備用變頻器。在最短的時間內(nèi)恢復(fù)裝車生產(chǎn)作業(yè)。

關(guān)鍵詞：變頻器；備用切換；控制系統(tǒng)；PLC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.239

1 改造實(shí)施的背景

天津港遠(yuǎn)航國際裝車樓系統(tǒng)，包括裝車樓1座（樓內(nèi)裝車設(shè)施2套）、調(diào)車系統(tǒng)2套，可同時對兩列火車進(jìn)行裝車作業(yè)。其中，每套調(diào)車系統(tǒng)配備1個操作臺、1套主控PLC、1臺變頻柜以及1臺絞車電機(jī)。調(diào)車系統(tǒng)采用的是遠(yuǎn)程/就地雙控制方式。在遠(yuǎn)程控制模式下，操作人員可以在裝車樓的操作臺直接對絞車系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。操作臺中的I/O分站會將操作信號通過光電轉(zhuǎn)換最終傳遞給控制主PLC，再由PLC把變頻器控制信號傳遞給相應(yīng)的變頻器柜，最終達(dá)到驅(qū)動絞車電機(jī)的功能。

2 改造實(shí)施的原因

調(diào)車系統(tǒng)在裝車樓裝車作業(yè)過程中主要承擔(dān)了控制鐵牛牽引列車、對作業(yè)車廂快速定位等重要功能。一旦調(diào)車系統(tǒng)出現(xiàn)問題無法及時修復(fù)，將導(dǎo)致整列火車長時間滯留在作業(yè)區(qū)鐵道沿線。尤其是在冬季作業(yè)中，由于絞車故障無法運(yùn)轉(zhuǎn)造成大量的礦石物料長時間積存在倉內(nèi)，極易造成倉內(nèi)發(fā)生粘料、凍料的情況。對清掃作業(yè)造成極大困難的同時，也對設(shè)備自身造成較大的損傷，可能給公司造成經(jīng)濟(jì)損失。

3 改造方案

在絞車系統(tǒng)中，由于變頻器設(shè)備相對結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、部件較多、發(fā)熱量大，在運(yùn)行中若發(fā)生故障難以在短時間內(nèi)修復(fù)。[1]為提高排除故障的效率，我公司提出改造原有變頻控制柜并增加一套備用柜的改造計劃，并制定了如下改造方案：

3.1 變頻柜供配電部分的改造

（1）原來2臺變頻柜采用銅母排并柜連接。由于當(dāng)初設(shè)計施工時未考慮預(yù)留新柜體的事項(xiàng)，故造成原母牌長度不足，新增備用變頻柜并柜難度較大。為此，新增備用柜進(jìn)線改為采用電纜連接方式。經(jīng)核算，最終選用以6根單芯95的電纜雙拼使用，替代原有母排進(jìn)行連接。

（2）原調(diào)車系統(tǒng)中變頻柜至電機(jī)間電纜余量充足，足夠在主備用變頻器之間切換連接。當(dāng)變頻器進(jìn)行切換時，直接將變頻柜端出線換接到備用變頻柜即可。所以，此部分不做任何改動。

3.2 變頻柜控制部分的改造

（1）為了最簡便的改造新增變頻器，并使兩臺變頻器能在最短的時間內(nèi)進(jìn)行互換使用。參照調(diào)車系統(tǒng)原有設(shè)計，新增備用變頻柜配備一套同型號ABB品牌ACS800型變頻器。且變頻柜柜體內(nèi)部電器元件型號、規(guī)格、接線做到與原柜一致，從而保證新增變頻器的所有外接信號及控制參數(shù)與原有變頻器的相同。

（2）在以出現(xiàn)故障時能便捷、快速切換變頻柜的前提下，我方提出如圖1所示改造方案。將原有3臺變頻柜的控制回路與原系統(tǒng)連接處端子排全部拆除，替換為可靠性更高、操作更便捷的重載連接器的方案。當(dāng)任意1臺變頻器出現(xiàn)故障時，只需要將原變頻柜上的3個重載連接器插頭卸下，按照對應(yīng)關(guān)系插在備用柜上的3個重載連接器插座上即可完成主備用變頻柜間控制部分的切換。

（3）如圖2所示，其中1UF為ASC800變頻器主控板，與1QF1變頻柜主斷路器以及絞車電機(jī)相連接，1QF2、1KM2分別為控制電機(jī)風(fēng)扇的斷路器與接觸器，1QF3、1KM3則分別為控制電機(jī)制動器的斷路器與接觸器。由于變頻柜控制部分線路較多，故需采用3對重載連接器進(jìn)行端子排的替換工作。為了維護(hù)起來比較簡易，在改造過程中按功能和電壓等級將控制部分線路分為三個部分。其中，變頻柜送電信號、變頻器運(yùn)行信號、變頻器故障信號、風(fēng)扇運(yùn)行信號、風(fēng)扇故障信號、制動器運(yùn)行信號、制動器故障信號、絞車正轉(zhuǎn)輸出、絞車反轉(zhuǎn)輸出、故障復(fù)位信號、高低速選擇選擇、風(fēng)扇啟動信號、制動器啟動信號等數(shù)字量信號以及變頻電流反饋的模擬量信號傳輸線路編入24芯重載連接器（A）。變頻頻率反饋以及頻率給定信號等模擬量輸入輸出信號的傳輸線路編入6芯重載連接器（B）。由于電機(jī)風(fēng)扇與制動器與現(xiàn)場電機(jī)相連，且兩者均是由變頻柜進(jìn)行供電，切換變頻柜時需將電機(jī)風(fēng)扇與制動器電源同時切換至備用變頻柜。為此，將原動力纜分成兩段分別接入6芯重載連接器（C），以此為電機(jī)風(fēng)扇和制動器提供380V動力電源。

4 改造效果

本系統(tǒng)自改造完成后至今有6個月時間，累計切換備用變頻柜3次?？s短故障停時達(dá)144小時，有效降低了絞車變頻器故障排修的時間成本。故障發(fā)生后能及時進(jìn)行主備用變頻器間的相互切換，避免長時間影響鐵路裝車作業(yè)生產(chǎn)，得到公司以及鐵路相關(guān)部門的一致認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡林，顏綱要.風(fēng)機(jī)變頻改造及自動切換功能的應(yīng)用[J].電力科技與環(huán)保，2011（04）：60-62.

作者簡介：姜弘（1989-），男，河北樂亭人，本科，助理工程師。