交流变频器在提升绞车中的应用.doc

西门子6ES70频器在河南城郊煤矿矸石山绞车中的应用 金涛 2013.10 摘要:本文着重介绍了西门子交-直-交变频器拖动的矸石山绞车电控系统的原理、结构框图及系统的主要技术特征。本系统以PLC为控制核心,以变频器为调速手段,完成矸石山绞车的速度控制、保护及信号采集等功能。经长时间运行证明，其技术合理、效率高、安全可靠，能完全满足各项要求。 关键词:矸石山绞车;交-直-交变频器;应用 Summary: This article has mainly introduced the principle, structure diagram and technical characteristics of gangue dump winch electrical control system driving by Siemens AC DC converters. This system is based on PLC system and AC DC converters to complete the speed control function, protection function and signal collection function of gangue dump. The system has been proved by long time operation that its reasonable, high efficacy and reliable technology can be fulfill any kinds of requirements。 Key words: Gangue dump； AC DC converters； Application? 1 引言 河南城郊煤矿目前的生产能力已达500万吨/年,在矿井投产后的生产过程中，其矸石的运输量比较大，这就要求矸石运输系统，特别是矸石山绞车的运行必须高效和可靠。经深入研究、比对，河南城郊煤矿矸石山绞车在电控系统设计选型上，充分利用当今交流电机拖动控制的先进技术,采用西门子交－直－交变频器对绞车进行速度控制、安全保护等。本系统大大提高了矸石山绞车系统的安全性、可靠性、提高了调速性能，节约了能源，对于煤矿安全生产有重大意义。矸石山绞车为双筒式提升机,现场设备如图1所示。 图1 现场设备 2 系统基本概况 绞车型号:2JTK-1.6/0.9 电动机参数:额定功率:95kW 额定转速:585r/min 额定电压:380V 额定电流:197A 额定频率:50Hz 传动比: 20:1 矸石山坡长:165m 坡度18° 减速位置:距山顶14m 退车加速位置:9.5m 绞车最大提升速度:2.45m/s 爬行速度不超过0.5m/s 图2 矸石山绞车变频调速及上位机监控总体系统框图 在综合考虑用户现场实际运行特点和产品技术的先进性、可靠性以及高性能价格比，压变频器 图3 电控系统组成图 4 电控系统设计与调试 4.1 硬件组态与控制流程 PLC的硬件组态由西门子S7系列工业产品专用的软件STEP7完成。在STEP7的硬件组态中，插入机架和CPU（315-2DP）、数字量和模拟量模块。建立一个Profibus-DP总线，并在硬件中选择SIMOVERT文件夹下的变频器通讯部件MASTERDRIVES CBP2中的MC Plus挂在DP总线上并为其安排通讯站号（设为5），再将通讯地址范围、中断时间、数据传输速率等设置为图4所示配置。这样，PLC便可通过Profibus-DP总线对变频器数据实现读写。 图4 PLC硬件组态 软件控制是提升调速控制的灵魂。PLC 系统控制软件由主程序和中断子程序构成，并集成了 PLC 故障处理功能，能够有效的避免许多干扰因素的影响，确保提升调速电控系统的有效运行。本系统软件部分STEP 7实现。其控制流程图如。 图5 控制流程图 4.2 软件设计与调试 主站PLC在通讯中始终处于主导地位。通讯程序实现写入变频器运行参数和读取变频器运动状态参数两个功能。程序读写操作通过在循环扫描组织块OB1调用特殊功能块SFC14和SFC15来实现。而读、写变频器程序的数据存放在STEP7的数据块DB1中。程序如下： CALL SFC14 // 调用SFC14从变频器读数据； LADDR:= W#16#100 // 变频器输入到PLC地址的16进制值； RECORD:= P#DB1.DBX0.0 BYTE 18 // 传送起始地址及长度； RET_VAL:= MW100 // 返回错误代码； CALL SFC15 // 调用SFC15向变频器写数据； LADDR:= W#16#100 // 变频器输出到P