斗轮机电气系统性能优化

斗轮机电气系统性能优化

范立军

范立军（大唐国际张家口发电厂塔山分厂维护部河北张家口075000）

【摘要】大唐国际张家口发电厂塔山项目部煤场的斗轮机，设备自08年交接后未再进行设备升级改造，变频器故障频发，PLC故障判断困难，难以及时消除故障缺陷，严重影响输煤系统的安全稳定运行。

【关键词】斗轮机；PLC；变频器；优化

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）07-013-02

1引言

大唐国际张家口发电厂塔山项目部的煤场大型堆取料机是输煤系统的重要设备，是由长春发电设备有限责任公司制造的一种大型、连续、高效的散状、粒状物料堆取作业设备。此设备具有堆料，取料折返功能。斗轮机主要由取料机构、变幅机构、悬臂皮带机、行走机构、回转机构、中部料斗及缓冲托架、尾车、司机室、洒水系统、栏杆走台、俯仰液压装置、集中润滑装置、动力及控制电缆卷筒装置和电气系统组成。其型号为DQ2000/2000o30，堆料2000t/h，取料2000t/h，回转半径30m。设备自08年交接后未再进行设备升级改造，变频器故障频发，PLC故障判断困难，难以及时消除故障缺陷，严重影响输煤系统的安全稳定运行。

2设备存在不足

（1）斗轮机设备自投运以来，变频器一直沿用原厂家设置的参数，由于煤场堆取煤只有一台斗轮机设备，长期以来，原变频器设置参数已不能满足现在运行情况需要，回转机构变频器多次报故障。

（2）由于斗轮机系统庞大，电气原件较多，电气控制回路复杂，故障点原因较多，难以判断，大多数控制功能是由斗轮机电气室和司机室的PLC控制实现，但斗轮机设备自投运以来，PLC程序一直沿用原厂家设置的程序，由于一部分故障为闭信号，一部分故障为开信号，PLC面板表面的信号灯不能醒目的反映故障点，导致难以及时消除故障缺陷。

3优化措施

（1）变频器参数优化

大唐国际张家口发电厂塔山项目部煤场斗轮机变频器设备是采用SIEMENSMICROMASTER4400.12KW~250KW，回转变频器多次报-F0002（直流母线过电压）故障。由于斗轮机回转机构庞大，电机在启动和停止过程中，若启动或停止加速度过大，就会由于大的再生能量会导致直流母线过电压，因此传动系统必须沿参数设定的斜坡加速、减速，只有选择一个相对"平坦"的斜坡才不会引起变频器跳闸；但是启动加速或停止减速时间不宜过长，若时间过长，一是会导致传动系统过热；二是会导致系统过限位，损伤机械设备；由于参数设置需要和相配套的系统相协调，因此不能用简单的公式计算，应尽可能利用实际负载进行试验。

在回转机构变频器中，为实现缓速启动和停止，设置了斜坡函数发生器（RFG），参数范围P1120，P1121，r1119，r1170，P1130~P1142，斜坡函数发生器在P1120阶段用于限制其启动加速度，在P1121阶段用于限制其停止加速度，从而减小对机械系统的压力，斜坡上升时间P1120和斜坡下降时间P1121可独立设定。（见图1）

P1120（斜坡上升时间）设定步骤类似。

P0003=1标准，=2扩展，=3专家，=4服务（授权维护和维修）

P0004=0所有参数，=10给定值通道和斜坡函数发生器。

（2）PLC程序优化

（2.1）可编程控制器

可编程程序控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行程序运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

由于斗轮机系统庞大，电气原件较多，电气控制回路复杂，故障点原因较多，难以判断，大多数控制功能是由斗轮机电气室和司机室的PLC控制实现，但斗轮机设备自投运以来，PLC程序一直沿用原厂家设置的程序，由于部分故障逻辑为常闭信号，例如司机室火灾报警，电气室火灾报警，大风报警，左、右夹轨器放松限位，动缆卷筒、控缆卷筒过松限位，左、右锚定抬起限位，大车变频故障，回转变频故障，左、右防撞限位，变幅下俯禁区限位，变幅上仰限位，变幅下俯限位，辅尾车入沟限位1、2，悬臂胶带过热保护等等；一部分故障逻辑为常开信号，例如变压器超温保护，回转过力矩，大车前进、后退限位，大车前进、后退极限限位，动缆卷筒、控缆卷筒过张力，动缆卷筒、控缆卷筒过终点，中部料斗挡板抬起、下落限位，左、右转限位，左、右转极限限位，中部挡板堵煤开关，所有过热保护，所有皮带纵向撕裂保护，所有急停拉绳保护等等；若PLC内部程序为常闭，则外部二次回路接线接常开，在PLC显示面板上则会显示"灭"；相反，若PLC内部程序为常开，则外部二次回路接线接常闭，在PLC显示面板上则会显示"亮"，因此面板表面的信号灯不能醒目的反映故障点，又由于导致故障的原因很多，致使难以及时消除故障缺陷，为检修维护带来了极大的不便。

针对设备存在缺陷，若改造外部二次回路接线，工作量太大，而且很复杂，费用成本很高；若改造PLC内部程序，技术性较强，且需要多次调试、试运行，只需修改部分外部二次回路接线，成本较低。综合考虑决定修改内部PLC程序，把所有保护改为常闭，外部二次回路接线改为常开。这样PLC面板上的显示灯"亮"时，对照PLC接线表就能及时发现故障点。

（2.2）优化后斗轮机控制系统PLC程序

以斗轮机变压器超温保护为例，优化前的PLC程序梯形图。（图2）对应的电气原理图。（图3、图4）

优化后，斗轮机PLC内部变压器超温保护由常开修改为常闭，外部二次控制回路将线号为032接的K11常闭点改为常开点。

4总结

斗轮机控制系统优化，设备的可靠性将有很大的提高，特别是优化后减轻了检修人员的工作量，方便检修人员查找故障点，及时消除缺陷，保证设备稳定运行。