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上海西邑电气技术有限公司成立于1996年。在西门子公司广大同仁和工控领域各界朋友的关怀下埋头发展,一路走来已成西门子合作伙伴中的佼佼者。总部设在上海,办公面积1500多平方米,员工150余人。

    西门子充电板

    更新时间:2020-09-23   浏览数:96
    所属行业:电气 工控电器 DCS/PLC系统
    发货地址:上海市金山区  
    产品规格:西门子充电板
    产品数量:100.00个
    包装说明:全新原装
    单 价:面议

    西门子充电板

    电力行业的节能、减排、降耗形势愈加严峻下,全球变频器市场规模庞大,我国安装容量(功率)增长率约20%,美国安装容量(功率)增长率约17%,韩国安装容量(功率)增长率约14%,以下是变频器行业发展现状分析。


    近年来,我国变频器行业的市场规模总体呈上升态势,但增速有所下降。2016年我国变频器行业的市场规模为416.77亿元,平均4年复合增长率为8.74%。由于下游行业设备投资意愿不强,订单增速放缓,我国变频器市场出货量下滑,国内变频器企业急需缩小技术差距,加强质量控制,攻占高端市场。

    2017年,我国变频器市场规模约453.2亿元,其中高压变频器市场规模超117亿元,增速在10%以上。变频器行业分析指出,高压变频器下游大多为高耗能的国有大中型企业,需求旺盛;同时在环保、节能等趋势下,一系列政策为我国高压变频器市场提出了指导方向,“十三五”规划也强调实施全民节能行动计划。高压变频器应用领域涉及电力等多种行业,我国高压变频器市场一直保持着较高的增长率。

    2018年,我国变频器市场规模增长至473.1亿元,同比增长12.7%。变频器行业发展现状指出,新产品成为公司发展的主力。利德华福、智光电气、英威腾、九洲电气、森兰、中达电通等众多知名国内企业将提供量身定制的整体方案及全球联保服务。

    预计变频器市场规模在未来5年内将会保持10%以上的增长率;而目前我国市场上变频器安装容量(功率)的增长率实际上在20%左右。随着市场的扩大和用户端需求的多样化,国内变频器产品的功能在不断完善和增加,集成度和系统化越来越高,并且已经出现某些专用变频器产品。

    目前,我国市场上的变频器厂家有300多家,

    其中20至30家左右占据了近80%的市场份额。国内变频器市场外资先入为主迅速占领市场份额,目前在中国中高端变频器市场仍占主导地位。国内大部分本土企业成立时间不长,其本土变频器产品进入市场的时间也较短,因此在产品成熟度和知名度方面还很难与国外媲美,与国外仍存在一定差距。

    我国市面上的变频器主流仍旧是国外。众多国外占据大部分国内变频器市场份额的状况已经持续了很长的一段时间了。国产与国外的竞争在中国这个广阔的市场上从未停歇,就竞争的本质来说,二者的竞争对于促进行业的发展具有一定的积极作用。但是,国产的崛起应当是大多数国人希望看到的。

    变频器行业发展现状认为,未来我国变频器行业将着重朝着如下方向发展:

    1、智能化的变频器安装到系统后,不必进行那么多的功能设定,就可以方便地操作使用,有明显的工作状态显示,而且能够实现故障诊断与故障排除,甚至可以进行部件自动转换。利用互联网可以遥控监视,实现多台变频器按工艺程序联动,形成优化的变频器综合管理控制系统。

    2、保护环境,制造“绿色”产品是人类的新理念。今后的变频器将更注重于节能和低公害,即尽量减少使用过程中的噪声和谐波对电网及其他电气设备的污染干扰;主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化,开关频率不断提高,开关损耗进一步降低,以上便是变频器行业发展现状分析所有内容了。

    本文分析了AB700S变频器在升降大负载小车上的应用,主要介绍为防止小车溜钩、定位失控、坠落事故的发生而对编码器的同步判断、零速满转矩与抱闸的同步控制在PLC程序中的实现及变频器一些重要参数的手动设置,这些技术在类似的位能大负载设备的控制上可以得到广泛的推广与应用。

    衡阳钢管有限公司Φ720分厂的芯棒循环小车,总负载60吨左右,高行走速度1.5m/s ,定位精度±1mm , 高升降速度0.3m/s ,定位精度±2mm ,分别由一台250KW升降电机,一台132KW行走电机,3台55KW夹钳电机来控制,均由AB700S变频器驱动。

    它有11个工位,每个工位的行走与升降距离都不一样,控制相当复杂。而对于这样的位能大负载不仅要求运行平稳、定位精确,保证其安全可靠,防止溜钩与意外坠落事故也是尤为重要,否则后果不堪设想。

    在调试、试生产过程中由于变频器参数未得到优化、PLC程序设计不合理及未采取恰当的保护措施而使小车出现了溜钩、定位失控与坠落事故。后来我们对变频器进行了手动优化,对程序进行了重新设计即编码器的同步判断、零速满转矩与抱闸的同步控制等,经反复调试后,至今运行效果良好。

    1、设备结构图如下:

    西门子充电板图1设备结构图

    2、PLC程序的设计

    2.1、值编码器与增量式编码器同步的比较

    图2 值与增量式编码器比较程序原理

    控制原理,如图2所示。

    程序①②:DB100.DBD4为测量升降机构升降距离的值编码器的值,ID804为电机尾部速度增量式编码器的值(编码器进AB700S变频器,通过 profibus与PLC通讯)由于程序编在循环中断组织块OB33中,故程序将根据500MS的固有周期对两个编码器的值进行采样与计算。程序③:MD816的值除以100(双整数除法)这是因为增量式编码器装在电机尾部由于存在编码器脉冲数、机械减速箱的问题故需将其换算与值编码器的值保持一致。程序④⑤:将MD820、MD804分别转换成实数并取值。程序⑥:将换算后的增量式编码器的值与值编码器的值进行比较,MD824大于MD828(值编码器丢脉冲)时则报升降编码器计数错误的故障通过程序立即将变频器给零速并机械抱闸,只有查清故障并手动将M606.5复位后才能再次工作。在试生产过程中几次由于值编码器故障造成定位失控而撞坏设备,通过编制以上程序将两个编码器的值作比较可以判断值编码器是否工作正常、与增量式编码器同步与否等,有效地防止了升降小车溜钩与定位失控事故的发生。

    2.2、零速满转矩与抱闸的同步控制

    一般的位能负载控制设计采用零速满转矩或抱闸单独控制,但各有优缺点,我们开始采用零速满转矩控制,在试生产过程中由于变频器、编码器、供电电源等外界因素的影响而造成小车坠落几次。

    我们分析:由于总负责有60吨左右,加速度、惯性很大,当小车失控意外坠落过程中,抱闸总会有滞后而且无法抱住失控的升降小车,我们决定采取零速满转矩与抱闸同步控制,程序原理如下图3所示:

    图3 零速满转矩与抱闸同步控制程序原理

    参数说明:如图3所示。

    AB700S变频器状态字 L0.2-准备就绪 L1.1-运行 L1.7-故障 L0.5-零速 #Enable-变频器使能(来自WICC画面)#Fw-正转 #Bw-反转 #Valve_抱闸阀 #Control-变频器控制字 #Speed_Out-给变频器速度 #E_Stop-外部急停 M606.5为编码器计数错误。

    控制原理:如图3所示。

    程序①:在变频器准备就绪、没运行、无故障、无外部急停的情况下通过点击WICC画面#Enable将W#16#2控制字与“0”速度送给变频器,这时变频器建立磁场与转矩(零速满转矩)。程序②:当收到变频器运行信号(L1.1)1秒后,如果PLC有正转、反转指令则打开抱闸(#Valve),确保打开抱闸前零速满转矩已建立; 当PLC撤除正转、反转指令时只有收到变频器零速信号(L0.5)后才关闭抱闸,确保关闭抱闸前小车处于静止状态,防止抱闸磨损。程序③:当撤除WICC画面#Enable时,抱闸(#Valve)立即关闭并在5秒钟后才给变频器发W#16#1停止指令,确保抱闸关闭前变频器处于零速满转矩状态,防止了溜钩的发生。程序④:当PLC无正转、反转指令或升降编码器计数错误故障时则将“0”速度送给变频器。使变频器处于零速满转矩状态,与抱闸一起控制来防止溜钩、坠落事故的发生。3、变频器参数的手动设置

    AB 700S是高性能的工程型变频器,它提供了高性能的传动控制,有卓越的性能,我们将控制模式设为Field Oriented Control(磁场定向控制)简称FOC 是带有电压自调整的感应电动机控制,能将定子电流分解成磁场电流和转矩电流,因此虽然是交流电动机的电流,也能够作为直流量进行控制,与输出频率无关,能够更好的进行高性能控制。

    但当我们将电机自优化运行后,带上负载时(总重量60吨左右)出现溜钩、定位失控现象,说明控制这样的位能大负载需对变频器的一些参数作手动优化,我们修改参数说明如下:

    总惯量[Total Inertia] :2→5 额定电动机转矩下,带负载的电动机从零速加速到基速时所用时间秒数。其目的是改善加减速和恒速运行时的冲击大负载的运行特性;电源掉电模式[Power Loss Mode]:0→2 可选值0 使变频器在掉电时间内滑行而不提供电动机电流,可选值2 使变频器在掉电时间内连续”正常”工作,这样可以防止溜钩、坠落;电源掉电时间[Power Loss Time]:2s→0.1s 在检测到故障之前,设置使电动机维持在掉电模式下的时间。这样可以缩短检测掉电到报故障的时间,以便立即抱闸;电源掉电幅值[Power Loss Level]:22.1→46.6 设置母线电压幅值,当母线电压低于该幅值时则变频器报故障,程序控制立即抱闸;正向转矩限幅[Torque Pos Limit]:2→8设置正向转矩基准值的外部转矩限幅;负向转矩限幅[Torque Neg Limit]:-2→-8 设置负向转矩基准值的外部转矩限幅 ;再生功率限幅[Regen Power Lim]:-0.5→-8 ;母线低电压组态[BusUndervoltCnfg]:1→3 组态变频器对直流母线电压下降到小值以下时响应。由原来的报警改为故障并且斜坡停车 ;速度调节带宽[Spd Reg BW]:10→100 设置速度调节器的带宽,单位为rad/S。小信号的时间响应大约为1/带宽,并且是到达设定点63%的时间值。改变该参数值将自动更新速度调节比例系数P增益、积分系数I增益。这样速度调节的比例系数与积分系数将自动调整,加快了响应速度。通过我们修改以上参数后,运行时起、制动平稳,定位准确,有效地防止了溜钩、定位失控等现象。

    4、实际速度、电流曲线图

    图4 升降电机运行的实际速度、电流曲线

    图4是升降电机运行时的实际速度、电流曲线图,红色为速度曲线,黑色为电流曲线。

    5、结束语

    由以上图4的实际速度、电流曲线可以看出:通过我们重新设计PLC程序、手动修改变频器参数后,设备运行速度平稳,准确定位后零速满转矩与抱闸共同控制着60吨左右的位能大负载。这些技术的采用与创新能有效地防止溜钩、定位失控、坠落事故的发生,运行效果相当理想。对变频器、PLC控制的类似位能大负载升降小车有很好的借鉴作用。

    西门子充电板




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