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回转窑直流调速中二次回路设计及降低成本方法

 上文就回转窑直流调速的设计方案及应用情况进行了简单分析,下面接着来分析回转窑直流调速中的二次回路设计及心得体会。通过系统控制的复杂性、励磁装置成本的增加为代价,换取直流电枢驱动装置的成本降低

二次回路设计

 dcs800直流调速装置的端子图

直流调速装置接线原理见图2。

直流调速装置接线图

                            直流调速装置接线图2

2.3.2控制系统与dcs对接点设计

1)备妥:启动前,冷却风机和润滑油泵等辅助传动电动机需先启动。

2)合闸:备妥后,按下启动按钮,进线断路器接通,全数字直流调速装置主回路得电。

3)启动:按下运行按钮,直流电动机开始运运,同时其冷却方式(ic37)所规定的双管进出风开始工作。约l0s后,回转窑电动机启动完毕。

4)调速:通过调整柜体面板上的电位器,即可对回转窑主传动直流电动机进行调速。

5)停机:按下红色停机按钮,回转窑主传动直流电动机停止运转。

2.3.3 控制系统控制方式设计

1)本地控制:操作随机携带的人机界面及柜门面板上的各按钮或旋钮、电位器,开、停电动机及加减速。控制柜正面上装有“集中一本柜一机旁”选择开关、开停按钮和紧急停车按钮等。必要的信号灯及仪表(如备妥、运行、故障、电压表和转速表等)。

2)dcs控制: 控制计算机(dcs)进行远程开、停电动机及加减速控制,通过全数字直流调速装置端子接受来自现场或控制室的开关量或模拟量控制。dcs端设有启动、停机开关量指令,另有电流、转速显示功能,其中转速为调速装置输出的4—20ma模拟量信号,转速设定由dcs端直接设定后由电压变送器输入至直流调速器端子。

3)机旁控制:在机旁控制设备的开停。

系统调试

1参数设置

按设计要求及计算结果对直流调速装置有关参数进行设置(略,可参考产品说明书)。

2合闸控制操作

进线电源正常后,转换开关打到机旁;打开直流柜门,合上电动机风机开关、励磁回路开关、控制及风机电源开关。此时直流模块发出rdy on信号,准备合闸;控制电源信号正常,启动合闸按钮,直流模块的d01发出启动命令,风机及电动机风机接触器吸合,同时di1 风机及电动机风机接触器应答信号,若无,发出故障信号d06;若正常,d02发出励磁合闸命令,励磁接触器吸合,直流模块通过串行通讯检测励磁工作情况,若励磁电流正常,即进线励磁电源;电动机励磁线圈及励磁单元正常,d05发出励磁电源正常信号,同时d08发出主进线空气开关合闸信号;主进线空气开关合闸。d04发出备妥信号,装置正常,允许启动运行。

3运行控制操作

按启动按钮,此时d05发出运行信号,此时用电位器给定速度控制信号,电动机启动,按停止按钮,直流模块触发信号封锁,电动机自由停车,但励磁正常。运行信号消失,此时再次按启动按钮,装置可重新运行。按分闸按钮,主进线空气开关断开,励磁接触器、模块风机及电动机风机接触器均断开。

4注意事项

电动机运行时可用abb控制盘cdp312或笔记本电脑上的abb调试工具监视电动机电枢电流。开始调试时直流装置电流要限制(如 转矩设置20%),根据窑启动情况,设定适当电流限制值。根据窑负载情况,设定启动时间。窑启动后在控制柜及dcs显示屏上均有正常信号显示。

结束语及建议

该项目自调试完毕运行以来,dcs800直流调速装置启动运行良好,柜内断路器与电抗器无过热、跳闸现象发生,实际满载启动电流接近1850a,正常运行电流在700—900a之间,说明其计算选型是合理的。无论轻载或重载,现场控制柜和计算机dcs给定速度信号均达了原设计控制精度,提高了生产率,获得了项目方的好评。

我们在设计工作中,有以下心得及建议:

1)目前回转窑直流控制系统采用传统的硬接线i/o点至控制中心进行控制,因为其环境粉尘大、温度高,线路的故障率往往非常高,因此有用户提出采用回转窑直流控制冗余系统,而这却大大增加用户的投资成本。因此在基本的i/o远程控制基础上,我们认为增加一套现场总线控制系统直接对dcs800进行监控是非常必要的,可选购dcs800直流驱动的profibus-dp或者ethernet通讯接口模块,通过总线通讯方式,使dcs800与中控 全方位.多数据的通讯。

2)对于回转窑直流系统,因为其负载重、启动电流大,往往在选型上将直流驱动的选型放大了1~2 ,而正常运行电流却又小于额定电流,我们认为这造成了用户设备的很大浪费。

因此我们提出了另一种启动方式,即强磁启动,额定运行。增加励磁电流if比增加电枢电流ia所需的成本要大大降低,只需选择额定电流更大的励磁控制器,在启动的时候增加励磁电流,待回转窑惯性转动后再降回额定励磁,否则电动机励磁会烧毁。另外,因为在控制系统中,增加励磁电流if,同时电动机转速也会降低,在电流保护、温度保护以及速度控制上都对控制系统提出了更高的要求。

我们认为以系统控制的复杂性、励磁装置成本的增加为代价,换取直流电枢驱动装置的成本降低是值得的,在此提出自己的一点浅见,并正进行详细的方案设计。