1 Wprowadzenie
Proces wytwarzania stali napędzanej częstotliwością w Henan Yaxin Steelmaking Plant jest złożony, z wieloma parametrami wykrywania i częstymi działaniami sprzętu.Dokładność wykrywania parametrów procesu i poziom automatycznego sterowania są bezpośrednio związane z jakością i wydajnością stopionej staliZ tego powodu, there must be a set of control systems with accurate and timely detection and a high level of automatic control in order to stabilize production and meet the needs of enterprise survival and development.
2 Charakterystyka obciążenia skłaniającego napędu częstotliwości
Produkcja stali polega na umieszczaniu stopionego żelaza i złomu ze stali z wysokiego pieca w piecu do produkcji stali, poprzez proces oksydacyjnej dekarboryzacji i szlagrowania, w celu zmniejszenia ilości szkodliwych elementów,usuwanie gazu piecowego i szkodników, oraz stopionej stali spełniającej wymagania.
Obecnie istnieją trzy główne metody wytwarzania stali, a mianowicie wytwarzanie stali z otwartym ogniskiem, wytwarzanie stali z napędem częstotliwości i wytwarzanie stali z elektrycznym piecem.Większość z nich używa tlenowych napędów częstotliwości do produkcji stali.Jego przewaga sprzyja automatyzacji procesu produkcyjnego.
2.1 Głównym wyposażeniem do produkcji stali z napędem częstotliwościowym z tlenem jest
(1) Sprzęt do dostarczania surowców: w tym dostawa złomu żelaza stopionego, materiałów luźnych i stopów żelaza;
(2) Główne wyposażenie napędu częstotliwości: składa się z ciała pieca, urządzenia wspierającego ciało pieca i systemu sterowania napędem elektrycznym do nachylenia ciała pieca itp.;
(3) Urządzenie do dmuchania tlenem: Kiedy częstotliwość tlenu napędza hutę stalową, wykorzystuje się dużą ilość tlenu i wymagane jest terminowe dostarczanie tlenu, ciśnienie tlenu jest stabilne, bezpieczne i niezawodne.musi być kompletny zestaw urządzeń zapewniających dopływ tlenu do napędu częstotliwości;
4) urządzenia do oczyszczania gazów spalinowych;
(5) Urządzenia do przetwarzania szlamów, urządzenia do rafinacji poza piecem oraz urządzenia do odlewania ingotów.
Zgodnie z wymaganiami procesu kąt nachylenia napędu częstotliwości wynosi + lub - 360°. Dolna część przewodu pieca napędu częstotliwości jest wyższa niż górna część,A dolna część jest cięższa niż górna.Jest zaprojektowany zgodnie z pozytywnym momentem, dlatego w przypadku awarii układu sterującego częstotliwością lub niedostatecznej siły hamulcowejpolegać na pozytywnym momencie ciała pieca, aby upewnić się, że usta pieca są w górę, i nie ma wypadku spadającego stali.
Gdy napęd częstotliwości działa normalnie, jeśli stopiona stal musi zostać zrzucona, silnik wyprodukuje dodatni moment obrotowy, aby napęd częstotliwości powoli nachylił.Po wylewie stopionej staliW tym momencie energia potencjalna napędu częstotliwości musi być zwrócona do układu,i silnik pracuje w stanie sprzężenia zwrotnego.
2.2 wymagania napędu częstotliwości dla systemu przesyłowego
Ze względu na charakterystykę technologii napędu częstotliwości i technologii transmisji napęd częstotliwości ma wysokie wymagania dotyczące systemu przesyłowego:
(1) Mechaniczny napęd częstotliwości nachylania może ciągle obracać się o 360° i może precyzyjnie zatrzymać się w dowolnej pozycji, a także powinien mieć funkcje regulacji prędkości zgodnie z wymaganiami procesu.Pozycja nachylenia może mieć pewne wymagania wzajemnego zablokowania z powiązanym sprzętem, takim jak lance tlenowe, wózki z łodygami i kaptury dymne;
(2) Podczas pracy musi istnieć maksymalne bezpieczeństwo i niezawodność.maszyna skłaniająca powinna być w stanie kontynuować pracę przez krótki czas i utrzymywać ją do końca pierwszego pieca produkcji stali, nawet jeśli pojawi się maszyna skłaniająca Gdy wypadek nie może być kontrolowany, piec nie przewróci się automatycznie i nie spowoduje wypadku "wstrząsu";
(3) Maszyny skłaniające powinny mieć dobrą elastyczność w celu amortizacji obciążeń uderzeniowych i wibracji skrętnych spowodowanych uruchamianiem i hamowaniem.
Innym kluczowym sprzętem do produkcji stali z napędem częstotliwości jest lanca tlenowa.
Wykorzystanie tlenu jest typowym obciążeniem potencjalnym.moment elektromagnetyczny silnika przekracza moment obciążenia. Silnik działa w stanie elektrycznym. Kiedy lanca tlenowa spada, moment obrotowy obciążenia pociąga silnik do obrotu.Podobny do układu sterowania nachyleniem, układ sterowania przenoszeniem rączki tlenowej musi również działać w koordynacji z urządzeniem hamulcowym w celu zapobiegania zjawisku "rollingu",i posiada również wystarczający moment startowy i przeciążenieI prędkość może być regulowana.
Napęd częstotliwości jest zazwyczaj wyposażony w dwa zestawy lancy tlenowej, jeden zestaw działa, a drugi zestaw jest zapasowy lub przeglądany.
Konfiguracja układu sterowania napędem częstotliwościowym napędu częstotliwości 3 w zakładzie hutniczym firmy Sangang
Zgodnie z nachyleniem napędu częstotliwości i charakterystyką układu sterowania lancą tlenową wybrano falownik serii ACS880 firmy INOMAX.
3.1 Charakterystyka techniczna falownika z serii INOMAX ACS880
Charakterystyka techniczna falownika z serii INOMAX ACS880 jest następująca, jest on szczególnie odpowiedni do sterowania napędem częstotliwości:
Dzięki technologii bezpośredniej kontroli momentu obrotowego jako główne zmienne sterowania wykorzystuje się strumień statora i moment obrotowy.Połączenie szybkiego cyfrowego procesora sygnału i zaawansowanego modelu oprogramowania silnika umożliwia aktualizację stanu silnika w 40Ponieważ stan silnika i wartość porównawcza między wartością rzeczywistą a podaną są stale aktualizowane, każdy stan przełączania falownika jest określany indywidualnie.Oznacza to, że system napędowy może wytwarzać najlepszą kombinację przełączników i szybko reagować na zmiany dynamiczne, takie jak zakłócenia obciążenia i natychmiastowe awarie zasilaniaW DTC nie ma potrzeby modulatora PWM, który kontroluje napięcie i częstotliwość oddzielnie.hałas o wysokiej częstotliwości emitowany przez inne falowniki napędzające silnik nie będzie generowany, a zużycie energii samego falownika będzie również zmniejszone.
Standardowy wbudowany reaktor AC znacząco zmniejsza poziom harmonii wysokiego rzędu przychodzącego zasilania, znacznie zmniejsza promieniowanie elektromagnetyczne falownika,i chroni diodę wyprostowującą i kondensator filtra przed wpływem napięcia i prądu.
Pełny moment obrotowy o prędkości zerowej: silnik napędzany przez ACS880 może uzyskać znamionowy moment obrotowy silnika o prędkości zerowej i nie wymaga informacji zwrotnych od kodera optycznego lub silnika tachometru.Inwerter sterujący wektorem może osiągnąć pełny moment obrotowy tylko w przypadku zbliżenia się do prędkości zerowej.
Precyzyjna regulacja momentu obrotowego zapewniona przez DTC umożliwia ACS880 zapewnienie kontrolowalnego i stabilnego maksymalnego momentu obrotowego.
Automatyczne uruchamianie: charakterystyka automatycznego uruchamiania ACS880 przekracza możliwości uruchamiania w locie i uruchamiania integralnego napędu ogólnej częstotliwości.Ponieważ ACS880 może zmierzyć stan silnika w ciągu kilku milisekundInwerter sterujący wektorem musi być większy niż 2,2 s.
W trybie optymalizacji strumienia, strumień silnika jest automatycznie dostosowywany do obciążenia w celu poprawy wydajności i zmniejszenia hałasu silnika.Na podstawie różnych obciążeń, całkowita sprawność falownika i silnika może zostać zwiększona o 1%-10%.
Dokładna regulacja prędkości: błąd prędkości dynamicznej ACS880 wynosi 0,3%s w zastosowaniach w pętli otwartej i 0,1%s w zastosowaniach w pętli zamkniętej.3% w pętli zamkniętejDokładność statyczna napędu częstotliwości ACS880 wynosi 0,01%.
Dokładna kontrola momentu obrotowego: czas reakcji dynamicznego momentu obrotowego może osiągnąć 1-5 ms w zastosowaniach z otwartą pętlą, podczas gdy falownik sterujący wektorem potrzebuje 10-20 ms w pętli zamkniętej i 100-200 ms w pętli otwartej.
Pojemność napędu częstotliwości Helan Yaxin Steelmaking Plant wynosi 100 t, silniki nachylne napędu częstotliwości to 4 zestawy silników konwersji częstotliwości o mocy 90 kW,A silniki tlenowe to dwa zestawy 75 kW silników konwersji częstotliwości.;
3.2 Sytuacja kontroli nachylenia i lancy tlenowej
(1) Kontrola nachylenia
Zwykle nachylenie napędu częstotliwości odbywa się przez 3-4 silniki, więc aby system działał bardziej niezawodnie i stabilnie, silniki te muszą być zrównoważone obciążeniem, czyliwszystkie silniki mają taką samą moc wyjściową.
Ponieważ te 4 silniki są sztywnie połączone, prędkości wszystkich silników muszą być absolutnie zsynchronizowane.a 4 falowniki są połączone przez włókna optyczneDlatego w konfiguracji systemu jeden napęd częstotliwości jest używany jako główny i służy do regulacji prędkości i ustawiania momentu obrotowego wyjściowego,i inne napędy częstotliwości częstotliwości są używane jako niewolnicy do śledzenia odpowiedzi momentu obrotowego mistrzaW porównaniu z konwencjonalną metodą sterowania, to zastosowanie podnosi wydajność systemu do nowego poziomu.Całkowicie rozwiązać zjawisko "nodding" i "trząsanie głową" napędu częstotliwości spowodowane przez asynchroniczne działanie silnika.
Cztery falowniki mogą być przełączane między mistrzem a niewolnikiem, ale może być tylko jeden mistrz jednocześnie, a pozostałe trzy są niewolnikami.Mistrz przyjmuje tryb sterowania prędkością i niewolnik przyjmuje tryb sterowania momentemMistrz wysyła polecenia sterowania do niewolników. Niewolnik akceptuje polecenia start i stop od hosta i wartości momentu obrotowego, aby działać.
Kiedy maszyna niewolnicza się rozpada, nie wpływa na komunikację i działania między mistrzem a innymi niewolnikami, więc może nadal działać i czekać na odpowiednią konserwację; gdy mistrz się rozpada,Niewolnik zatrzymuje się, ponieważ nie może otrzymać sygnału od pana., jeden z niewolników zostaje przeniesiony do mistrza, a nieudany mistrz jest przeniesiony do niewolnika./i sygnał /wypadku niewolnika znika./Kiedy system jest w normie, /kontynuuj pracę. /Oczekaj do odpowiedniego czasu, /by naprawić uszkodzony sprzęt.
Gdy mistrz jest normalny, a 3 niewolników zgłaszają błędy w tym samym czasie, oznacza to, że jest problem w komunikacji.Wszyscy niewolnicy przechodzą teraz do pana.Jeśli jest dostępna, należy natychmiast sprawdzić, czy nie występują problemy z komunikacją.
Należy zauważyć, że podczas kontroli i naprawy falownika, jeżeli w tym czasie wymagane jest dalsze działanie innych falowników,ponieważ sieć łączności światłowodowej została odłączona po wyłączeniu falownika, inne falowniki nie mogą wykonywać sterowania mistrzem/niewolnikiem i należy przełączyć na tryb sterowania mistrzem/niewolnikiem. Po zakończeniu remontu przełącz się na tryb sterowania mistrzem/niewolnikiem.
Jeśli zostanie wykonany normalny przełącznik master/slave, slave zgłosi awarię z powodu tymczasowej awarii sygnału master.po wysłaniu polecenia resetowania, wszystkie sygnały alarmowe mogą zostać wyeliminowane.
Ponieważ napęd częstotliwości jest obciążeniem o wysokim momentu obrotowym, metodą uruchamiania jest metoda uruchamiania o wysokim momencie obrotowym z stałym pobudzeniem, a metodą zatrzymania jest metoda zatrzymania na rampie.Chopper hamulcowy i rezystor hamulcowy są używane do pochłaniania energii zwróconej.
W celu dokładnej koordynacji z urządzeniem hamulcowym, gdy prędkość obrotowa falownika osiąga absolutny zerowy obrót, falownik wydaje instrukcje sterowania urządzeniem hamulcowym,i kontaktor hamulcowy jest napędzany przez relé pośrednie, a następnie falownik zatrzymuje pobudzenie, co może zapewnić, że urządzenie nachylone nie pojawi się zjawisko "rolling".
(2) Kontrola lancy tlenowej
Kluczem do kontroli tlenowej jest to, że po otwarciu hamulca silnik musi być na 100% obciążony.przekładnia musi wytwarzać co najmniej 150% momentu obrotowego przy zerowej prędkości, aby zapobiec "poślizgnięciu" lancy tlenowej.
Tryb bezpośredniego sterowania momentem obrotowym Invertera INOMAX może zapewnić do 200% momentu obrotowego przy zerowej prędkości.Dedykowane oprogramowanie podnoszące ma funkcję pamięci momentu obrotowego do zapamiętywania momentu obrotowego wymaganego przez lancję tlenowąPo uruchomieniu systemu, wystarczy wyprowadzić wymagany moment obrotowy, aby zapewnić płynne działanie lancy tlenowej.
Funkcja sterowania blokadą hamulca oprogramowania do podnoszenia INOMAX zapewnia bezpieczną pracę systemu.
podsumowanie:
Napędy Inomax są idealnym wyborem dla elektrownie stalowej, z lepszą wydajnością i bardziej opłacalną.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
