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        基于GE9030 平臺(tái)的變頻器國產(chǎn)化更新

        2020-12-22 01:04:00何興
        中國設(shè)備工程 2020年23期
        關(guān)鍵詞:安川門機(jī)匯川

        何興

        (秦皇島港股份有限公司雜貨港務(wù)分公司,河北 秦皇島 066000)

        1 立項(xiàng)背景

        我公司的514 門機(jī)恰位于12#、13#泊位的中間位置,其故障率直接影響倆個(gè)泊位的裝卸生產(chǎn)效率。514 門機(jī)自2004 年由上海港機(jī)廠設(shè)計(jì)制造并投產(chǎn)運(yùn)行,選用安川品牌的G7 系列變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制,經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)14 年的使用,該門機(jī)的變頻器均已老化嚴(yán)重,故障率逐年上升。目前,能夠有效降低514 門機(jī)設(shè)備故障率的方法就是對(duì)老化的變頻器進(jìn)行更新。但安川品牌的G7 系列變頻器早已停產(chǎn)多年,時(shí)至今日,市場(chǎng)上已經(jīng)沒有全新的備件出售,能采購到的僅為二手翻新設(shè)備,其性能沒有相應(yīng)的保障;G7系列變頻器的同品牌替代產(chǎn)品為H1000 系列變頻器,不僅價(jià)格較高,且穩(wěn)定性較原G7 系列變頻器偏低,故障率較高,在我公司實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)并不令人滿意。經(jīng)過一定的市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)比對(duì),我們認(rèn)為國產(chǎn)品牌的匯川變頻器性價(jià)比更高,能夠滿足港口大型裝卸設(shè)備的驅(qū)動(dòng)需求。

        2 技術(shù)方案

        2.1 IC693PBM101 模塊的升級(jí)改造

        經(jīng)過測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn),514 門機(jī)目前使用的Profibus-DP 通訊主站IC693PBM101 模塊不能直接組態(tài)匯川變頻器的從站模塊,如果要組態(tài)匯川變頻器的從站模塊,只能自行將101 模塊升級(jí)更換為IC693PBM200 系列DP 通訊主站模塊。然而,PBM200 與PBM101 兩個(gè)模塊的組態(tài)形式與參數(shù)設(shè)置有著重大的區(qū)別,直接更換組態(tài)模塊主站與從站間的通訊根本無從建立。并且101 模塊作為GE 品牌PLC 的第三方生產(chǎn)產(chǎn)品,早已淘汰多年,GE 品牌的官方售后也無法提供任何資料及技術(shù)支持。

        為此,我們將101 模塊中的各項(xiàng)參數(shù)所涉及的地址數(shù)據(jù)在原PLC 程序中一一搜尋對(duì)應(yīng),并解析其用途,逐步確認(rèn)了PBM200 模塊所需設(shè)置參數(shù)的地址位及長(zhǎng)度。其中Diagnostic Flag area,Diag Data Slave Addr area 以及Diag Data area 在PBM101 的參數(shù)設(shè)置中被指定了地址位和長(zhǎng)度,而PBM200 模塊僅需對(duì)PBM101 的Slave status area,Diag Data Slave Addr area 以 及Sync/Freeze Control area 三個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,但其地址所需長(zhǎng)度卻與PBM101 的設(shè)置不同。

        完成DP 主站的設(shè)置后,我們重新組態(tài)了遠(yuǎn)程I/O 及變頻器的從站,但僅有I/O 從站及安川變頻器通訊成功,匯川變頻器從站未能建立通訊;當(dāng)我們單獨(dú)連接DP 線測(cè)試主站與匯川變頻器從站時(shí),通訊正常建立,而在此系統(tǒng)中接入安川變頻器后,安川變頻器建立通訊失敗。為解決該問題,我們查找了DP 通訊以及安川、匯川變頻器的相關(guān)資料,并進(jìn)行了大量的試驗(yàn),得出了一個(gè)推測(cè):安川與匯川變頻器的與主站建立通訊時(shí)其各自的發(fā)射端與接收端表現(xiàn)為TX/RX與T/R 的形式,在共同使用時(shí),應(yīng)在連接處對(duì)DP 線進(jìn)行交叉連接,經(jīng)過更改,我們成功將PLC 的DP 主站與各從站建立了穩(wěn)定的通訊連接。

        圖1 改造后IC693PBM200 模塊的主從站組態(tài)

        圖2 改造后IC693PBM200 模塊的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

        圖3 改造后IC693PBM200 模塊部分從站的地址設(shè)置

        2.2 匯川變頻器的控制邏輯修改及參數(shù)設(shè)定

        我們?cè)赑LC 程序中查找到旋轉(zhuǎn)兩臺(tái)變頻器所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)字、控制字的地址位與控制方式,參照匯川變頻器控制字與反饋?zhàn)值亩x說明,重新定義修改了旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的啟/停、復(fù)位、故障輸出以及速度給定、力矩給定、力矩補(bǔ)償給定等程序段,然后,對(duì)514 門機(jī)進(jìn)行了空載試車,并依據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的力矩輸出曲線調(diào)整相應(yīng)參數(shù)的設(shè)定,使旋轉(zhuǎn)的兩臺(tái)變頻器在啟/停及運(yùn)行過程中出力更為均勻、平衡。

        3 實(shí)施效果

        經(jīng)過將近1 年的使用,514 門機(jī)接卸大豆、大麥等散貨作業(yè)船只約20 余艘,總計(jì)裝卸量約20 余萬噸。改造后的變頻器、通訊總站以及plc 程序均運(yùn)行平穩(wěn),未發(fā)生任何電氣設(shè)備故障。

        通過此次自主改造項(xiàng)目的實(shí)施,我們成功解決了514門機(jī)變頻器在DP 通訊組態(tài)下的國產(chǎn)化升級(jí)改造、GEPLC 的DP 主站模塊升級(jí)等問題。有效增強(qiáng)了514 門機(jī)的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性,縮短了其故障修復(fù)時(shí)間。而且相對(duì)采用安川H1000系列變頻器升級(jí)方案來講,我們選擇的改造方案單臺(tái)變頻器的升級(jí)即可節(jié)約采購資金超萬元,后續(xù)對(duì)514 門機(jī)整機(jī)變頻器升級(jí)改造后,更是可直接節(jié)約采購資金約10 萬元,且替換的G7 系列變頻器可用作其他門機(jī)設(shè)備的備件使用,又可,節(jié)約大量的變頻器維修及備件采購費(fèi)用。同時(shí),在改造過程中,能夠積累豐富的DP 通訊組態(tài)、PLC 控制字以及變頻器狀態(tài)字等相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)。

        圖4 改造前旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分狀態(tài)字、控制字等邏輯圖

        圖5 改造后旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)部分狀態(tài)字、控制字等邏輯圖

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