王淼

摘 要：主要介紹了西門(mén)子SINAMICS S120傳動(dòng)系統(tǒng)在宣鋼第三棒材生產(chǎn)線(xiàn)調(diào)試階段和生產(chǎn)初期出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出了相關(guān)問(wèn)題的解決方案，以期為日后的相關(guān)工作提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：S120系統(tǒng)；傳動(dòng)裝置；接地應(yīng)用；三棒生產(chǎn)線(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TG334.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.160

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0160-01

1 SINAMICS S120系統(tǒng)

宣鋼第二棒材生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)工藝是由意大利達(dá)涅利公司提供的，自動(dòng)化是由中冶京城負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的，傳動(dòng)采用西門(mén)子的SINAMICS S120系統(tǒng)。SINAMICS S120是西門(mén)子最新推出的全新變頻器系列，被廣泛應(yīng)用于工廠(chǎng)制造和工程應(yīng)用中。SINAMICS系列中的S120是集V/F控制、矢量控制、伺服控制為一體的多軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。各模塊之間利用高速驅(qū)動(dòng)通訊接口DRIVE-CLIQ相互連接。SINAMICS S120系統(tǒng)機(jī)分為DC-AC和AC-AC2種類(lèi)型。所謂“DC-AC”，是指控制單元，整流、逆變都為獨(dú)立模塊。目前，DC-AC類(lèi)型控制范圍為0.9～1 200 kW。AC-AC模塊是由控制單元和功率模塊組成的，功率范圍為0.12～250 kW。由于第二棒材生產(chǎn)線(xiàn)采用DC-AC類(lèi)型，所以，本文主要介紹了DC-AC類(lèi)型。在DC-AC類(lèi)型中，中心控制單元為CU320模塊，控制單元的Firmware存儲(chǔ)在CF卡內(nèi)，可以利用CF卡里的軟件版本對(duì)整個(gè)S120進(jìn)行Firmware升級(jí)。1個(gè)帶擴(kuò)展性能卡的CU320可以驅(qū)動(dòng)6個(gè)伺服軸或4個(gè)矢量軸、8個(gè)V/F軸。但是，矢量軸與伺服軸不能混合。

2 三棒生產(chǎn)線(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)

三棒生產(chǎn)線(xiàn)采用交-直-交的傳動(dòng)方式，這種傳動(dòng)方式提高了設(shè)備的運(yùn)行效率，確保了設(shè)備的高溫定性，并大大降低了維修成本。傳動(dòng)裝置主要分為軋機(jī)主傳動(dòng)、爐前輔助傳動(dòng)、冷床輔助傳動(dòng)和收集輔助傳動(dòng)4個(gè)區(qū)域。每一個(gè)區(qū)域都采用直流母線(xiàn)供電，整流單元采用可控硅整流為直流母線(xiàn)供電，直流母線(xiàn)下掛多個(gè)逆變單元分別用于各種機(jī)械設(shè)備的控制。裝置的制動(dòng)方式采用回饋制動(dòng)。

2.1 公共直流母線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)

公共直流母線(xiàn)系統(tǒng)用電效率高，電機(jī)的反饋能量可以被利用，瞬間停電不會(huì)跳脫停機(jī)，功率因數(shù)較高，通常可達(dá)95%以上，電網(wǎng)諧波低，可以急降速，允許頻繁啟動(dòng)，一條母線(xiàn)下電機(jī)功率可以不相同。

2.2 主要設(shè)備組成

軋機(jī)主傳動(dòng)包括軋線(xiàn)所有的主電機(jī)和4臺(tái)飛剪電機(jī)。共采用4段直流母線(xiàn)供電，一共使用了1 400 kW整流單元16臺(tái)，800 kW逆變模塊10臺(tái)，900 kW逆變器模塊6臺(tái)，1 000 kW模塊12臺(tái)，1 200 kW模塊1臺(tái)。

3 三棒生產(chǎn)線(xiàn)存在的問(wèn)題及原因分析

3.1 傳動(dòng)裝置的接地問(wèn)題

三棒車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)以生產(chǎn)中小棒材為主，軋制以切分軋制為主，所以，生產(chǎn)工藝要求要精確地控制和監(jiān)控軋機(jī)的轉(zhuǎn)速。在設(shè)備調(diào)試階段，僅單機(jī)運(yùn)行時(shí)編碼器反饋的轉(zhuǎn)數(shù)就與給定的轉(zhuǎn)數(shù)有很大的誤差，有個(gè)別電機(jī)干擾嚴(yán)重的甚至沒(méi)有反饋?zhàn)x數(shù)。經(jīng)過(guò)調(diào)試人員的現(xiàn)場(chǎng)勘查和與西門(mén)子公司的專(zhuān)家交流后發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況的原因在于傳動(dòng)裝置的接地問(wèn)題。

為了保障設(shè)備能夠正常運(yùn)行，解決傳動(dòng)系統(tǒng)的接地干擾問(wèn)題，采取了多項(xiàng)措施：①重新設(shè)計(jì)接地路由，將每段傳動(dòng)柜的接地電纜由2根?90 mm2的電纜增加為4根?90 mm2的電纜，并聯(lián)使用，減小接地電阻值，降低接地電流；②將傳動(dòng)柜引出的接地扁鋼直接焊接到廠(chǎng)房接地網(wǎng)格引出的扁鋼上，實(shí)現(xiàn)EMC等電位要求，消除電位差，消除環(huán)流；③編碼器信號(hào)線(xiàn)屏蔽層雙端接地，防止傳輸信號(hào)受到干擾；④將動(dòng)力電纜的外皮剝開(kāi)，將2端屏蔽層牢靠接地，一端接到傳動(dòng)側(cè)接地銅排或變頻器外殼上，另一端接到電機(jī)外殼上，抑制高頻干擾。

通過(guò)采取上述技術(shù)方案后，在裝置運(yùn)行時(shí)，測(cè)量接地電流為1 A左右，基本消除了干擾。

在生產(chǎn)初期，偶爾會(huì)因?yàn)橥蝗怀霈F(xiàn)的強(qiáng)干擾造成編碼器反饋不準(zhǔn)，傳動(dòng)裝置報(bào)F31118故障（轉(zhuǎn)速值超出容差）。為了保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行，修改了參數(shù)，基本上保證了設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.2 傳動(dòng)裝置的其他問(wèn)題

傳動(dòng)系統(tǒng)在三棒車(chē)間的運(yùn)行期間，還出現(xiàn)過(guò)“限制控制器激活”“母線(xiàn)欠電壓”“設(shè)定工間值休息”等小故障。針對(duì)裝置出現(xiàn)的各種問(wèn)題，對(duì)裝置進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，使裝置能夠滿(mǎn)足正常的生產(chǎn)需要，而在使用過(guò)程中也反映出了裝置反應(yīng)過(guò)于靈敏的性能。曾經(jīng)有一次，裝置報(bào)接地故障，但是，現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)保護(hù)箱并沒(méi)有跳閘的空開(kāi)，最終靠電工挨個(gè)電機(jī)確認(rèn)才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題電機(jī)。

S120傳動(dòng)系統(tǒng)在生產(chǎn)初期還出現(xiàn)過(guò)許多問(wèn)題，但是，大多數(shù)問(wèn)題與裝置本身并無(wú)太多關(guān)系。由于前期施工時(shí)配線(xiàn)不夠仔細(xì)，施工質(zhì)量不高，甚至還出現(xiàn)了選用的空開(kāi)太小，導(dǎo)致出現(xiàn)了整流跳閘的問(wèn)題。同時(shí)，S120系統(tǒng)在我廠(chǎng)是首次使用，各方面對(duì)系統(tǒng)都不是特別熟悉，所以，在日常維護(hù)和搶修過(guò)程中也經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題。隨著生產(chǎn)的順利進(jìn)行和人員對(duì)其的熟悉度逐漸提高，系統(tǒng)故障率在逐月下降，系統(tǒng)也變得越來(lái)越可靠。

4 結(jié)束語(yǔ)

西門(mén)子SINAMICS S120傳動(dòng)系統(tǒng)在宣鋼三棒車(chē)間投入使用后，在各單位的精心鉆研和維護(hù)下，故障發(fā)生率越來(lái)越低，優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。采取了多項(xiàng)改進(jìn)措施后，S120系統(tǒng)能夠在車(chē)間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕