王景娟，王 鑫，李海寬，王艷超

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063200）

0 引言

天車調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過工頻控制發(fā)展到定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻等簡單控制方式，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用變頻控制，工頻控制最簡單，費用最低，但對機械及電氣的傳動設(shè)備損壞更快，可控硅、轉(zhuǎn)子回路串電阻等次之，變頻控制調(diào)速更平滑，對傳動設(shè)備的保護更具優(yōu)勢。京唐鋼鐵公司天車控制采用定子調(diào)壓調(diào)速控制、轉(zhuǎn)子回路串電阻控制、6SE70 變頻器控制、AFE 變頻器控制和S120 變頻器控制。天車采用S120 控制，由2 臺整流提供直流母線電源，可進行切換，從智能控制和降低設(shè)備故障率都有很大優(yōu)勢。從S120 硬件系統(tǒng)看，他帶有獨立軸的模塊化設(shè)計理念，設(shè)計緊湊，適應(yīng)性強，可與現(xiàn)場總線聯(lián)接的智能式驅(qū)動器，以上特點是選擇S120 控制系統(tǒng)的原因。根據(jù)天車要求處理問題速度快，S120 智能系統(tǒng)可以生成特性曲線、技術(shù)數(shù)據(jù)文檔和組態(tài)圖，方便查看，故障直觀，為現(xiàn)場設(shè)備維護提供很大的便利。

1 變頻器S120 裝置

1.1 S120 變頻器的優(yōu)勢

（1）單軸和多軸驅(qū)動器，都可以進行工程設(shè)計；

（2）在使用效率上，提示功能啟動了很大作用；

（3）擁有自動配置的驅(qū)動系統(tǒng)；

（4）對于使用者有圖形化的提示向?qū)椭{(diào)試；

（5）測試、診斷功能強大。

1.2 S120 變頻器的組成

S120 實物見圖1，元器件組成有下面兩方面：①功率單元由整流單元（基本電源模塊BLM-Basic Line Module，智能型電源模塊SLM-Smart Line Module，主動型電源模塊ALM -Active Line Module）和逆變器（MM-Motor Module）2 部分組成，附帶功率單元配套的信號電纜?？刂茊卧烷W存卡CF-Compact Flash：CU320，Compact Flash 卡，DP 為標(biāo)配接口；②外部選件包括輸入電抗器，輸出電抗器，整流單元的開關(guān)，接觸器，TM31、TM15 輸入輸出端子板，SMC30 編碼器板，操作面板AOP30、BOP20 等。

1.3 S120 變頻器逆變驅(qū)動并聯(lián)

圖1 S120 實物

S120 是CU320 內(nèi)數(shù)據(jù)交換，通過信號電纜通訊連接，這樣負荷平衡的控制精度更高。S120 逆變器并聯(lián)驅(qū)動見圖2。信號電纜每個口最多連接16 個節(jié)點，沒有環(huán)形布線，沒有雙重布線，同1 個口處理時間必須相同。這種共直流母線連接的結(jié)構(gòu)形式：電源模塊和電機模塊是分開的，各電機軸間能量是共享的，接線方便、簡單，但是一旦DC 出現(xiàn)問題，2 臺設(shè)備都失去動力而不能驅(qū)動。

圖2 S120 逆變器并聯(lián)驅(qū)動

2 共用直流母線S120 變頻器在天車系統(tǒng)中的應(yīng)用

在S120 共用直流母線的情況下，怎么才能在整流部分出現(xiàn)問題時，及時恢復(fù)設(shè)備正常運行是設(shè)計時考慮的問題。采取2 臺整流供電，可以切換的方式，避免供電故障造成大的影響。

變壓器輸出端分成2 段，對輸出電源采集信號，通過信號指示燈可以方便看到電源是否供電正常。2 臺整流設(shè)備通過SLM端子X101 進行信號傳輸，1#整流器采用CU320 控制器，同時對1#和2#整流器進行數(shù)據(jù)同步分析。啟?？刂苼碜岳^電器K001和K004 的輔助觸點，作為控制的輸入點來控制總電源，設(shè)置參數(shù)P795.1，可以在r722.1 中監(jiān)測出輸入的狀態(tài)。K061 和K062繼電器分別作為故障和運行的輸出控制，通過設(shè)定變頻器參數(shù)連接器P728.8、728.9、P748.8、P748.9、P738、P739 來輸出。

直流母線所帶的逆變器驅(qū)動設(shè)備進行分段，主、副小車切換，副小車編碼器反饋的信號通過信號分配板返回到副小車逆變器，切換后副小車編碼器信號返回到2#主小車逆變器。主、副起升也同樣可以切換。

通信設(shè)置上，通過DP（Decentralized Periphery，分布式IO）與PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）通信來接收PLC 傳送的數(shù)據(jù)進行速度、啟停等控制，PLC 接收司機室的檔位速度指令，電機有速度編碼器，通過S120 變頻器的SMC30 反饋實時速度，形成速度閉環(huán)控制。其他指令也通過PLC 執(zhí)行和進行狀態(tài)監(jiān)控。

3 聯(lián)鎖保護控制設(shè)計

天車設(shè)計除通用的PLC 和變頻器的指令信息通訊完成動作和監(jiān)控環(huán)節(jié)，更重要的是保護聯(lián)鎖設(shè)計，保證設(shè)備的安全使用。

在司機室S081、本地S091、遠程K801 都能夠進行急停操作，并且急停繼電器送信號給1#整流CU320 控制單元，可以及時斷電，選用K004 作為雙保險。在制動器的控制上，通過CU320 的K062 運行信號和K002 急停信號共同控制制動器的總電源給定K071，使得緊急狀態(tài)下的制動和驅(qū)動可以同步停止。

4 結(jié)束語

根據(jù)現(xiàn)場使用要求，利用S120 變頻器構(gòu)建控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)共用母線控制，快速切換，減少電機啟動的大電流、大電壓對電機及回路元器件的損害，增加設(shè)備的使用壽命，加快故障處理時間。保護聯(lián)鎖設(shè)計考慮全面，從供電聯(lián)鎖、到逆變控制和制動器聯(lián)鎖上都進行同步設(shè)計，達到使用要求。