200T天车改造工作总结

1、第一炼轧厂200吨天车控制系统改造一.天车总体概述安阳钢铁集团公司第一炼轧厂共有四部200T天车，100T电炉和100T转炉各有两部，其中100T电炉两部200T天车与1999年投运，承担电炉加废钢及连铸上钢任务；100T转炉两部200T天车与2003年投运，承担转炉兑铁水和连铸上钢任务。每部天车都不能互相替代，四部天车中，依设计要求，电炉两部天车采用进口的ABB公司生产的ASTAT9模拟量交流调压调速系统，转炉两部天车采用进口的MH公司生产的MH数字调压调速系统.I.转炉两个200吨天车MHM速系统1）主回路电气配置：真空断路器一台（2500A带短路、接地、过流、失压功能）CJ15接触器一台

2、（2000A）MH调速装置功率单元（主起升BH700380V）（大车BD500380V）（小车BD150380V）MH调速装置主要通过改变每相背对背一组可控硅的触发角度来改变电机的定子电压。电机的力矩与定子电压的平方成正比（龄U2）。电机的速度是通过转子频率反馈来测定的，不同丁测速发电机。电机的方向转换是通过外接的两个换相接触器切换方向。 2）控制部分M成置控制单元每部天车4套（主起升两套大、小车各一套）PLC主站西门子S7300系列（电器室）PLC从站（装载联动台内）ET200系列PROF旧USDP网通讯2. 电炉两个200吨天车ABBASTAT9交流调压调速系统1）ABB交流调压调速系统采

3、用ABB公司生产的ASTAT9速度控制系统，用于起重机及其它重负荷物料搬运系统，它是一种适用于滑环电机，且具有定位，制动器控制，转子电阻切换和其它应用功能的集成电路控制系统，控制系统还包括起重机电机驱动所需加的保护功能.ASTAT9具有有级或无级速度控制功能，调速范围从0到100%,电机的平滑加速和减速与内部的斜坡发生器的设定时间相一致，电气制动几乎可使速度为零，从而减少了机械制动器的磨损与维修.2）型号与规格名称：交流调压调速装置型号：ASTAT9额定电流：100A200A355A630A等控制电压：AC220V50HZ额定工作电压：三相AC380V50HZ额定输出电流：100-630A二.

4、改造前天车存在的问题1. 电炉两个200吨天车1999年投运后，随着天车作业率的不断提高，天车经常因为电气故障影响电炉的生产，主要表现在：大车ABB调压调速装置在改造前经常烧坏快速熔断器，严重影响了天车的正常运行. ABB调压调速装置A4板安装在装置内部的侧面，不便于维修，更换时需费时4个多小时.测速反馈系统由于两个装置采用主从配合，每个装置各有一套反馈回路，只要有一台测速机发生故障，装置就会报转矩故障，使控制装置停止工作，严重影响了生产.该装置采用模拟量控制方式，现在厂家已经停止生产该型号装置.2. 转炉200T天车于2004年3月投运后，随着转炉生产达产，两部200T天车负荷不断增加，两部

5、天车设计上的不足明显的暴露出来，常常因为天车故障，导致转炉炼钢停产、连铸断浇，损失巨大，并伴随明显的安全隐患，主要表现在：主起升系统单电机工作和MHK置常死机、两台电机工作严重不同步，甚至出现烧毁装置，造成停产达五个小时之久的严重后果。控制系统及PLC程序设计不合理，安全保护有缺现。装置的控制电源相互有联系，不独立，设计不合理，直接影响设备的整体运行。接触器选型不合理，装置对换相接触器要求较严。盘式制动器电磁整流设计不合理.三:改造措施I.转炉两个200吨天车MHiM速系统改造措施1. 主起升单电机和死机现象的处理由于主起升两个电机分别各有一套MH调速装置控制，而这两套装置是孤立的，不存在主从

6、控制关系，满足不了星型减速机的要求。速度给定信号是由一个主令PLC输出控制一个继电器，两套MH装置工作共用一个继电器的两个无源辅助点。各装置由各自的电机二次转子反馈来实现闭环系统，给定信号与反馈信号相比较，送到调节器，调节器输出送到触发器控制单元，使之输出一定移相脉冲，可控硅输出一定的电压，电动机的转速与给定值相当。然而，因为两套MH装置相互独立，不存在主从关系，两电机的速度没有比较，这是造成单电机和时而死机现象的根本原因。因为速度反馈（Rotorfeedback）信号跟不上或不一致，信号十扰及电子超速开关误动作等因素造成。所以解决单电机工作只能将闭环控制精度提高，并且抑制各调节板的信号十扰，

7、为此我们采取的措施是：1）对采集来的转子反馈信号要求制造厂家（南非）进行信号处理，在中央控制电路板上增加电阻、电容等电器元件来抑制信号的突变和外界十扰，并优化控制面板和中央控制板上CPU内部程序，使PID的积分时间缩小，防止”过饱和”现象的发生，PID的快速调节适应工况要求.同时使输入给定信号和反馈测量信号进行电平移位处理，消除供电引起的导线误差，提高闭环调节精度。为此我们和外籍专家一道进行理论分析，原理图如图下:rrr由图可知，输入信号跨接在调节器IC的同相和反相输入端上，给定信号Vs反相接在IC两端，Vcm1和Vcm2为共模电压信号，这两个附加电压不会影响电路的输出，克服了引线误差.此分析

8、被外籍专家采用，并在现场对MH中央控制板进行改造，当时就大大降低了MHK置在任何挡位死机封锁的现象.2）对触发电源向制造厂家（南非）要求增加稳压元件，对触发信号增加滤波环节。因为晶闸管触发电平低，乂与大电流、非正的主电路共处一个装置中，必须采取防干扰措施。通过对触发板和控制板升级，故障率下降明显.3）装置各档位工作电源使MHR置本身发出+-30V电压信号，经过PLC输出信号控制的继电器来控制。由丁主起升盘与PLC柜由一定的距离，信号易受干扰，再加上原设计的电缆无屏蔽，各装置所得信号不能保持一致，为此我们将PLC柜内的继电器移到主起升盘上，缩短距离，改换屏蔽电缆，消除信号干扰。4）装置有时在高速

9、下降四档回低速时，由丁电机处丁再生发电状态，电机突然接到减速指令后，电机处丁超同步运行状态，电子式超速开关动作，引起系统跳闸，装置封锁，为了使电子式超速开关精度和电机转速相匹配，使系统更好的运行，在PLC的程序中来实现，使超速开关动作时间延长5m躲过超同步运行时间，既不影响装置停机禁止输出，也不影响系统跳闸。2. 装置击穿烧毁的分析及解决对策1）装置的可控硅击穿一般都是因为电网电压波动，出现瞬时高电压而损坏，而高压从何而来？经打开装置检查，可控硅的触发极烧毁，导致可控硅击穿，即触发极有了异常电压，导致与主电路电源不同步现象发生，触发板烧毁，各机构控制电源分别取丁总电源变压器，由丁MH司制造的触

10、发板上的变压器不是采用静电屏蔽变压器，要求厂家对触发器进行升级，增设阻容移相滤波环节。为了使电源更好与外界隔离，我们在各控制盘上分别增加一套控制电压隔离变压器，使各MHS速装置电源分开，即防止了电压突变，乂消除多装置之间电源的相互干扰。此项改造消除了MHS压调速装置同时烧毁的现象，保证了设备的安全运行，使该装置的中央控制板和移位触发板故障率大大降低.2）由丁M曲速装置不同丁ABBH速装置，不是无触点五组可控硅内部进行换相处理，而MH装置是靠外界两个接触器来实现电动机的正反转。由丁天车工作频繁，动作较快，易发生换相弧光短路，经过多次观察调整装置的零电流换相延迟时间，并加装快速分断线圈，动作时间短

11、，避免接触器拉弧，使接触器换相时可控硅处丁关断状态，装置不因短路而烧毁，也延长了接触器使用寿命,优化M膝数，使之适应工作需要。修改参数设置如下：参数说明原设定值现设定值Brakepluggingv直接换向时制动电压50%70%Phshiftofftime零电流换向延迟时间100140Phshiftontime接触器打开时延时关闭80100Lowerplugout下降制动超时3000ms4000msBrakereleaseI制动器释放时电机的力矩电流10%15%通过快速分断线圈的投入使用和参数的调整，使接触器的寿命由原来的三个月延长至一年，每年转炉两个200吨天车的主起升和大车机构就至少省出36

12、个500A的换向接触器.3、PLC程序的完善1）配电保护盘启动条件完善总断路器合闸各机构主令控制器都在零位各机构限位正常司机室仓门关闭各抱闸都是抱紧编码器正常超速开关无动作安全制动器无动作各急停按钮无动作2）MH装置启动输出的条件完善断路器（包括微断路器）合闸位置保护盘主接触器吸合装置风机运行正常MHg置无各类故障报警3）安全制动器起保护作用动作条件完善保护盘失电编码器监测有断轴超速开关动作安全制动器限位动作液压抱闸故障各类急停按钮按下4）原设计中，主起升四个抱闸，高速轴与低速轴抱闸在主令回零时，同时动作，机械冲击力比较大，将高、低侧分开控制，增加一个中间继电器，在PLC程序中实现先后动作,减

13、少对星型减速机的冲击。改造后的程序如下:plc-符号表4.盘式制动器的改造AymbolAddressDatatypeComment=05S40-12I0.0BOOL主令零位F5Q10I0.1BOOL主断路器辅助点=01K00I0.2BOOL零压继电器=05Q81F21F22I0.3BOOL各分断开关=05-F4344I1.0BOOL卷筒超速开关T20接通延时定时器=05K11I2.1BOOL1#t升=05K21I2.2BOOL1#F降T5延时关断定时器T10延时关断定时器=05K12I2.3BOOL2#t升=05K22I2.4BOOL2#F将=05K74Q2.0BOOL卷筒抱闸盘式制动器是起重

14、机起升机构上常用的一种安全制动器，是很好的安全保护设备.我厂所选用的是法国西姆公司生产的液压盘式制动器，正常工作时液压泵通过保压电磁阀，预值足够的压力，当压力不够时，液压泵自动起动补压，在天车起升或下降过程中，突遇特殊情况，如机械设备的断轴或减速机损坏及电气液压抱闸故障抱不住等现象发生时，打压电磁阀工作，盘式制动器自动的投入工作，抱紧卷筒，保证重物不下落.它工作信号是天车工手动操作（通过按钮）、系统失电、编码器检测断轴、超速开关检测超速及电机不同步等.在使用过程中，常常出现给打压电磁供电的整流块（交一直）烧坏或短路，导致主断路器跳电，制动器抱紧，天车无法工作，影响生产时间.经过分析原西姆公司设

15、计的整流元件在电磁阀的插头里，整流元件容量太小，温度高，再加上现场环境恶劣，所以易损坏.为此我们将整流元件移位，移到电气室，更改线路，更换大容量的整流元件，故障消失，保证了正常的安全生产.2.电炉两个200吨天车交流调压调速系统改造措施1. 针对大车烧快熔现象，我们认真分析原因，查找故障.我们通过示波器观察到波型中有高次谐波和涌流波型.这是因为随着电子技术的广泛应用与发展，在系统装置中增加了大量的非线性负载，如低容量的家用电器和高压大容量的工业用交直流变换装置，特别是静止的变流器的采用.由于它是以开管方式工作的，会引起电网电压波型发生畸变，他们在运行中不仅会产生大量的高次谐波、涌流，而且会使电

16、压波动、闪变，三相不平衡日趋严重.我们认为这就是大车烧快熔的原因，而申联电抗器的作用能抑制高次谐波和限制合闸涌流.最后确定在装置前申联了三个单项电抗器，通过观察，大车运行情况平稳良好.自从安装了单项电抗器后，大车很少烧快熔，彻底解决了烧快熔的难题.2. 速度反馈采用直流测速发电机和电动机同轴连接（非柔性）经常发生因测速机断轴、测速机碳刷接触不良、线路开路等故障，因为STAST9采用外部速度控制环控制，若速度环开路，会造成反馈为零，装置会默认为电机低速而增大输入量，不能抑超调，导致转矩故障.每月测速机损坏多达3至4台，每台价值2000余元，鉴于这种情况，我们决定对测速机进行改造.我们与厂部职能科

17、室合作认真分析原因，翻阅查找资料，最后确定了改造方案.原来测速机安装在电机上，测速机与电机接手采用铝质联轴器，我们将测速机改安装在减速机上，测速机与减速机接手采用钢质联轴器，联轴器之间加装弹性垫.通过改造后，效果非常明显，测速机故障大大降低，一年来测速机仅损坏三台.对于测速反馈系统，我们在两套反馈线路之间加装了替换功能.即当一路反馈信号出现故障后，我们立即将用另一套反馈信号替代故障信号，并将故障信号断开，然后在生产间隙处理故障信号，故障排除后再恢复到原来的正常状态.线路图如下说明：1)正常情况下K1、K2闭合K3断开故障时K3闭合,K1、K2只能有一个闭合，严禁K1、K2同时闭合现在由丁ABB

18、ASTAT9模拟量控制器厂家已不在生产，备件组织和维修费用特别高，我们选用KJT-400交流调压调速装置替代进口的ABBASTAT9交流调压调速装置。1) KJT-400交流调压调速装置是上海智大电子有限公司自行开发研制的电子调压调速系统，采用交流380V三相电源输入，具有有级或无级速度控制功能，调速范围从5-100%.可广泛用丁三相交流异步电动机和三相绕线式异步电动机的调速，主要用丁起重机电动机的调速控制.电气制动几乎可使速度将为零，从而减少了机械抱的磨损和维修，控制系统还包括起重机电动机所需的保护功能.它是ABBASTAT9调压调速装置的替代产品，具有功能强，价格低维修方便等优点.我们采用

19、KJT-400交流调压调速装置代替ABBASTAT9调压调速装置后，故障率大大降低，维修以及更换控制板都非常方便，费用也大大低丁进口产品.其工作原理方框图如下：:：卜.1,1：；.IlIF.i，I.1黄州僧1；，启虬蜂醇：心,，.盅.统网4.中微挥a/.*务会充-.1U0曲：应一J工2) KJT-400交流调压调速装置参数的优化KJT400交流调压调速装置在参数优化前，装置的稳定性能不是很高，起升机构经常发生溜钩现象和抱闸动作不正常、有时抱闸接触器动作两次等现象.鉴于以上这些情况，我们通过大量的调试，作好每一次调试记录以及各个机构的运行情况，通过对比分析，最终敲定了最佳的参数，为天车的正常运行

20、奠定了坚实的基础.减少了热停时间,同时也减轻了维修人员的劳动强度.A3板上的电位器的参数优化调整如下（顺时针旋转）（平移/起升）INADJ电流反馈系数4格/8格LIM1电流正向限幅8格/10格LIM2电流反向限幅8格/10格RAMP.TIME斜率时间（斜坡发生器时间）10格/1.5格OVERSPEED.ADJ-超速调节12格/3格ZERO.SPEED零速1.5格/4格BRAKEIND一制动器延时停电时间1格/5格ROTOR.RESIST转子电阻2格/2格PHASE.LEAD一微分反馈5.5格/5.5格E速度偏差（转矩故障保护）5格/5格经过上述的改造与完善后，效果良好，四部200T天车至今运行

21、平稳，故障大幅度降低，其中电炉CD跨200T天车在2005年实现了零故障运行，保证了生产的快节奏，为炼钢赢得了时间，减少了因天车故障造成连铸断浇的机会，具有较明显的经济社会效益及推广应用价值。尤其是MH调压调速系统的改造，MH公司对上述我们提出的要求和改造方案给予认可并实施，该公司也把这项单电机攻关技术应用于其它项目上，解决了长期单电机和死机问题.四.经济效益分析：1. 直接效益：A.电炉两部200吨天车1）.ABB装置改KJT-400装置，每套装置节约设备成本18万元.每年节约18万元.2）.2005年以前，每年要烧毁装置内部各种电路集成板10块.每块需3万元，共节约10*3万元=30万元/年3）.参数优化后延长接触器使用寿命，切电阻接触器每年可节约16台，制动器接触器每年可节约6台，共节约16*2000+6$4000=5.6万元/年.测速机改造后每年可节约20台，共节约20*2000=4万元/年电炉两部天车合计节约18+30+5.6+4=57.6万元/年B.转炉两部200吨天车.2004年一次性烧毁4套MH调速装置，共损失