導(dǎo)語(yǔ)：磨機(jī)雙驅(qū)電動(dòng)機(jī)電氣控制體系一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

主要控制功能

勵(lì)磁控制雙驅(qū)磨機(jī)系統(tǒng)由兩臺(tái)低速無(wú)刷的同步電動(dòng)機(jī)通過(guò)氣動(dòng)離合器帶動(dòng)兩個(gè)傳動(dòng)小齒輪，進(jìn)而帶動(dòng)磨機(jī)主齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)磨機(jī)。GE公司的高性能正交同步電動(dòng)機(jī)與普通同步電動(dòng)機(jī)的不同之處在于，每個(gè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子都有兩套相互正交的勵(lì)磁繞組，一套是正常的D軸勵(lì)磁繞組，另一套是用于負(fù)載平衡控制的Q軸繞組。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的D軸勵(lì)磁是相互獨(dú)立的兩套勵(lì)磁控制系統(tǒng)，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的Q軸共用一套勵(lì)磁控制系統(tǒng)。

負(fù)載平衡的控制兩臺(tái)高性能正交同步電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)在保持整個(gè)磨機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，能準(zhǔn)確地糾正大小齒輪間的不平衡及磨機(jī)主齒輪的偏心度。負(fù)載平衡的控制分兩種方式：一種是通過(guò)脈沖式釋放離合器的氣壓進(jìn)行系統(tǒng)粗調(diào)；另一種是Q軸勵(lì)磁的控制系統(tǒng)通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)正交軸磁場(chǎng)電流來(lái)改變負(fù)載角進(jìn)行系統(tǒng)微調(diào)。通過(guò)這兩種方式來(lái)達(dá)到磨機(jī)兩個(gè)小齒輪負(fù)載平衡的目的。負(fù)載平衡控制系統(tǒng)如圖3所示。動(dòng)態(tài)的負(fù)載平衡微調(diào)是通過(guò)調(diào)整并聯(lián)兩電動(dòng)機(jī)的正交磁場(chǎng)繞組來(lái)實(shí)現(xiàn)的。被控制正交磁場(chǎng)電流在增大輕負(fù)荷電動(dòng)機(jī)負(fù)載角的同時(shí)，減小重負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的負(fù)載角，從而達(dá)到負(fù)載平衡。負(fù)載平衡調(diào)節(jié)器分兩級(jí)，外環(huán)為功率差調(diào)節(jié)(即粗調(diào))，內(nèi)環(huán)為正交磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)(即微調(diào))。當(dāng)磨機(jī)偏心、壞齒或磨機(jī)負(fù)載偏移時(shí)，通過(guò)這樣的控制結(jié)構(gòu)，可以快速地完成最小功率差值的調(diào)節(jié)。在大約±25%的額定電動(dòng)機(jī)功率范圍內(nèi)，系統(tǒng)在電流微調(diào)方式下工作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率差值大于預(yù)先設(shè)定值(一般為25%)，如果系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式下，則離合器脈沖調(diào)節(jié)被觸發(fā)，通過(guò)脈沖式放氣、補(bǔ)氣的方式進(jìn)行粗調(diào)。粗調(diào)可以使負(fù)載平衡很快回到5%電動(dòng)機(jī)額定功率的范圍內(nèi)，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換回微調(diào)方式[2]。

磨機(jī)的潤(rùn)滑、保護(hù)和聯(lián)鎖控制系統(tǒng)磨機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)包括主軸承潤(rùn)滑站高壓頂起泵、主軸承潤(rùn)滑站低壓循環(huán)泵、主軸承潤(rùn)滑站小齒輪潤(rùn)滑泵和主電動(dòng)機(jī)頂起泵。磨機(jī)啟動(dòng)前，先啟動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行正常后，磨機(jī)才能正常啟動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)主軸承潤(rùn)滑站高壓油流低于低設(shè)定值時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)報(bào)警，低于超低設(shè)定值時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)故障，要求停止磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(氣動(dòng)離合器分開(kāi))，但不停主電動(dòng)機(jī)，只有當(dāng)主電動(dòng)機(jī)頂起泵油壓超低，主電動(dòng)機(jī)軸承溫度超高，主電動(dòng)機(jī)定子溫度超高時(shí)，才能停止主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，同時(shí)氣動(dòng)離合器斷開(kāi)。磨機(jī)主軸承設(shè)有6個(gè)PT100測(cè)溫電阻，小齒輪各設(shè)有3個(gè)紅外線齒面測(cè)溫傳感器和2個(gè)PT100軸承測(cè)溫電阻。當(dāng)溫度高于高設(shè)定值時(shí)，產(chǎn)生溫度報(bào)警，高于超高設(shè)定值時(shí)，磨機(jī)自動(dòng)停機(jī)。磨機(jī)主軸承設(shè)有油膜傳感器檢測(cè)信號(hào)，可在磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中時(shí)刻監(jiān)測(cè)磨機(jī)軸瓦和主軸承間的油膜厚度。當(dāng)油膜厚度低于超低設(shè)定值時(shí)，磨機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)停止。本系統(tǒng)采用Rockwell的ControlLogix5000系列可編程控制器為核心控制器，通過(guò)Modbus方式與上位機(jī)(DCS系統(tǒng))進(jìn)行通信，系統(tǒng)通過(guò)ControlNet網(wǎng)和遠(yuǎn)程I/O組成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集系統(tǒng)，由PLC編程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)磨機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制。

硬件配置(PLC組成)(1)AL2柜內(nèi)1756-PA72電源模塊1塊；1756-L61CPU模塊1塊；1756-CNBControlNet通信模塊1塊；MVI56-MCMMODBUS通信模塊1塊；1756-IB32數(shù)字量輸入模塊4塊；1756-IF16模擬量輸入模塊3塊；1756-IR6I(RTD)模擬量輸入模塊2塊；1794-ACN15ControlNet遠(yuǎn)程適配器1塊；1794-IB32數(shù)字量輸入模塊2塊；1794-OB32P數(shù)字量輸出模塊3塊。(2)AL3柜內(nèi)2711P-T15C15D1控制面板。(3)AL4柜內(nèi)1794-ACN15ControlNet遠(yuǎn)程適配器1塊；1794-IB32數(shù)字量輸入模塊6塊；1794-OB32P數(shù)字量輸出模塊2塊。

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖4所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：一是與上位機(jī)通信的Modbus主干網(wǎng)絡(luò)；二是該控制系統(tǒng)內(nèi)部的ControlNet網(wǎng)絡(luò)。ControlNet網(wǎng)是一個(gè)開(kāi)放的高速確定性網(wǎng)絡(luò)，用于傳輸對(duì)時(shí)間有苛刻要求的信息，通信速率可達(dá)5Mb/s。通信介質(zhì)為工業(yè)級(jí)屏蔽同軸電纜，網(wǎng)絡(luò)刷新時(shí)間為2~100ms，數(shù)據(jù)發(fā)送具有確定性和可重復(fù)性[3-4]。

控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用Rockwell的ControlLogix5000和人機(jī)界面PanelViewPlus進(jìn)行控制，下面介紹控制過(guò)程。(1)磨機(jī)系統(tǒng)磨機(jī)系統(tǒng)主畫面(見(jiàn)圖5)為磨機(jī)系統(tǒng)的軸承溫度、振動(dòng)、齒輪紅外線溫度和軸承浮起油膜的監(jiān)測(cè)畫面，點(diǎn)擊“1號(hào)主電動(dòng)機(jī)允許合閘”可查看1號(hào)主電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件；點(diǎn)擊“2號(hào)主電動(dòng)機(jī)允許合閘”可查看2號(hào)主電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件；點(diǎn)擊“氣動(dòng)離合器允許合閘”可查看氣動(dòng)離合器的啟動(dòng)條件；點(diǎn)擊“慢驅(qū)允許合閘”可查看慢驅(qū)的啟動(dòng)條件。(2)潤(rùn)滑站系統(tǒng)潤(rùn)滑站系統(tǒng)由3臺(tái)高壓泵、2臺(tái)低壓循環(huán)泵和2臺(tái)小齒輪潤(rùn)滑泵組成。潤(rùn)滑系統(tǒng)分現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制和DCS自動(dòng)控制。(3)干油系統(tǒng)控制當(dāng)磨機(jī)運(yùn)行時(shí)，干油系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，磨機(jī)停止，干油系統(tǒng)自動(dòng)停止。在磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)干油系統(tǒng)故障報(bào)警時(shí)，延時(shí)2h停機(jī)。(4)主電動(dòng)機(jī)的控制當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，慢驅(qū)離合器打開(kāi)狀態(tài)下，觸摸屏上允許主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，顯示綠色時(shí)，可啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)。在啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)之前，先進(jìn)行啟動(dòng)請(qǐng)求，當(dāng)兩臺(tái)主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，取消啟動(dòng)請(qǐng)求，可通過(guò)允許主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行畫面查看啟動(dòng)條件。(5)氣動(dòng)離合器控制當(dāng)潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行正常，兩臺(tái)主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常，磨機(jī)備妥，系統(tǒng)無(wú)故障時(shí)，可啟動(dòng)閉合氣動(dòng)離合器啟動(dòng)磨機(jī)，在磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，如果磨機(jī)備妥信號(hào)消失時(shí)，離合器斷開(kāi)，停止磨機(jī)運(yùn)行；如果有故障跳閘畫面中任何一個(gè)故障時(shí)，氣動(dòng)離合器斷開(kāi)，系統(tǒng)跳閘，可通過(guò)允許氣動(dòng)離合器閉合畫面查看磨機(jī)啟動(dòng)條件。(6)慢驅(qū)系統(tǒng)控制慢速驅(qū)動(dòng)裝置在磨機(jī)檢修或更換襯板，主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)使用。慢速驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在慢驅(qū)控制箱上操作啟停。慢驅(qū)只有當(dāng)主電動(dòng)機(jī)停止，潤(rùn)滑站工作正常，溫度保護(hù)系統(tǒng)正常，小齒輪噴射潤(rùn)滑工作，氣動(dòng)離合器斷開(kāi)，慢驅(qū)離合器合上，主電動(dòng)機(jī)運(yùn)行側(cè)限位開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)才允許工作。并且慢驅(qū)操作箱上的“工作/檢修”選裝開(kāi)關(guān)放到檢修位置，可通過(guò)允許慢驅(qū)運(yùn)行畫面查看其啟動(dòng)條件。(7)趨勢(shì)圖通過(guò)趨勢(shì)圖可查看系統(tǒng)中的軸承溫度，以及振動(dòng)、油膜、油壓、油流在1min內(nèi)的變化情況。(8)參數(shù)設(shè)定整個(gè)磨機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)和保護(hù)參數(shù)都可在參數(shù)畫面中設(shè)定，只有經(jīng)授權(quán)的專業(yè)人員登錄賬戶，輸入密碼后才能進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定畫面。(9)實(shí)時(shí)報(bào)警磨機(jī)系統(tǒng)的所有報(bào)警信息和故障跳閘信息都可在這里查看歷史信息，信息前面有“*”表示報(bào)警被激活，就是說(shuō)正在報(bào)警狀態(tài)中，無(wú)“*”則說(shuō)明報(bào)警已過(guò)。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，在觸摸屏柜上會(huì)伴隨有聲光報(bào)警，是一快閃信號(hào)，按動(dòng)“消警”按鈕，報(bào)警變?yōu)槁W信號(hào)，表示已有人確認(rèn)過(guò)此報(bào)警信息，再按一下，報(bào)警取消，不再報(bào)警，延時(shí)15min后，如還有報(bào)警信息，則重新快閃報(bào)警。只有在登錄賬戶的情況下，清除歷史按鈕才會(huì)顯示，點(diǎn)擊此按鈕，所有歷史信息將被刪除。(10)故障跳閘系統(tǒng)所有跳閘信息都匯總在故障跳閘畫面中，一旦造成故障跳閘，可進(jìn)入這里查看故障原因，故障跳閘信號(hào)是自保持信號(hào)，下次開(kāi)機(jī)時(shí)需要在觸摸屏上進(jìn)行故障復(fù)位。

結(jié)語(yǔ)

先進(jìn)的控制系統(tǒng)是一個(gè)現(xiàn)代化工廠的標(biāo)志，對(duì)于企業(yè)有著深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。GE雙驅(qū)控制系統(tǒng)及ControlLogix系統(tǒng)在江西銅業(yè)股份有限公德興銅礦的成功使用，為該礦節(jié)約了能源，降低了成本，減少了操作人員，提高了生產(chǎn)的安全性。2010年10月底調(diào)試投產(chǎn)后，在較短的時(shí)間內(nèi)，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)均達(dá)到并超過(guò)設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)在磨礦能力為1300~1400t/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)938t/h的設(shè)計(jì)能力。該系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)情況良好，畫面清晰，易于維護(hù)，便于操作。根據(jù)工藝要求實(shí)現(xiàn)設(shè)備相互聯(lián)鎖，利于設(shè)備的啟停及運(yùn)行操作；利于系統(tǒng)操作和參數(shù)的修改；完整的故障報(bào)警信息可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)故障，減少系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行，提高了監(jiān)控與管理水平。

作者：于小環(huán)簡(jiǎn)海峰王全福晏秋單位：洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司礦山重型裝備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中信重工機(jī)械股份有限公司)