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软辊压光控制系统安装调试及故障处理

供稿:oldcatt 2004/1/12 10:26:00

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关键词:软辊压光 变频器 故障处理
  金河公司在2002年9月初安装的山东枣庄市亿利计算机工程有限公司的双辊软压压光机来替代原5#纸机的压光机,自投入运行自今已近一年,其控制系统采用四台安圣变频器控制,经过本公司技术人员的调试,现已基本满足了工艺要求,达到了预期目标。1. 系统安装
1.1、控制系统布局如下图:



  原来的光压现采用一压、二压两个分部替代,一压是钢辊在上,软辊在下,二压是软辊在上,钢辊在下。工艺理论上是两台电机以同样频率运行,这样钢辊比软辊快,钢辊在软辊上摩擦达到压光磨合之目的。钢辊直径560mm,电机采用Y132M-4 7.5KW拖动,软辊直径550mm,电机采用Y132S-4 5.5KW拖动。减速箱比为18:1,经计算纸速线速为150m/min左右。其设计纸速也是如此。电机控制全由变频器控制。
  原先纸机控制系统是直流模拟双闭环调速系统,在去掉原来直流控制的压光机后,采用上述软辊压光机替代。1.2、速度信号传递及反馈信号安装改进
信号流程图:
干燥部信号

  亿利计算机公司信号传递在取信号时,仅提供一光电欧姆龙编码器(600P/R),没有具体说明如何取信号。且拖动交流电动机光电编码器固定于交流电动机风扇轴伸端,支撑架固定于走台平面上。本公司技术人员针对上述两点不合理之处做了如下改进:
1.2.1干燥部信号拾取
  由于原控制系模拟控制的双闭环系统,本身速度反馈信号已通过本身的直流电动机的尾部装上了光电编码器(200P/R),与山东枣庄提供的光电编码器型号不同,若共同采用同一光电编码器不仅会带来接线不方便,会带来人为的干扰,且变频器产生的谐波会导致直流控制系统的不稳定,因而本公司采用在干燥部三缸减速箱与直流电机联接的输入轴的齿轮杆上打眼、攻丝,将齿轮的端盖打眼,车一一段长为10mm M10的螺丝另一段车为M6的圆长为15mm的圆杆,便于固定光电编码器轴伸端,在减速箱端盖两侧各打眼、攻丝作为固定光电编码器支架的定位孔,然后用50的角钢制作一支撑架,用于固定PG,将干燥部三缸直流电机的速度信号传至软辊压光机的一压钢辊。
1.2.2四台交流电动机光电编码器(PG)位置改进
  原先设计将四台交流电动机PG固定于交流电动机尾部风扇的轴伸端,而固定支撑架定位于走台上。这样有两大不便:一是电动机更换时需在电动机轴尾部重新加工一直径为6mm的轴。二是平台与电动机和减速箱不为一体,平台稍有抖动便会影响电动机的控制精度。本公司技术人员将减速箱输入端后部采取了与三缸PG固定的类似改进,所不同的是因减速箱的输入轴经淬火不能打眼、攻丝,而是在轴上采取了焊接输出的方式,而车平了减速箱后油盖,利用油盖的下两定位孔来固定PG支撑架(同样用50mm的角钢制作仅尺寸不同,其示意图见插图)。这样PG与减速箱、电动机浑为一体,减少了抖动,提高了控制精度。1.3、分部间速度微调设计
  本软辊压光机系统相当于两个分部(一压、二压),而每个分部均由钢辊速度信号来作为软辊速度信号给定,只要对钢辊速度信号控制,也就是控制了该分部的速度,本控制系统较为值得可取之处在于没有采用通用的电位器来对DC10V信号来调节钢辊的变频器的速度,如左下图,由于RP输入的是0-10V的DC电压信号,易受传输距离影响控制精度。本系统通过定义输入端子X1、X2增减变频器速度,其相应的数据为12(增命令)、13(减命令)。这样通过AC220V电压信号控制的继电器触点闭合来达到对变频器的控制(如下右图),其端子功能如下表:


附图见CAD绘制图下图所示

2、系统调试
2.1、安圣变频器简介
  本控制系统采用深圳安圣电气有限公司(原华为电气)产的TD3000系列变频器,具有高品质、多功能、低噪音的矢量控制功能,利用对电机磁通电流和转矩电流的解藕控制,能模拟直流电机性能,控制精度高、调速范围大。其控制菜单分为三级:功能参数组(一级)、功能码(二级)功能码设定值(三级)。如下图示:

2.2、调试过程中需注意的几点说明
1)送电调试前需详查接线是否正确,尤其是变频器电源线与负载线不得接错,接地是否正确。
2)在通电调试前必须进行电动机调谐实验时,电动机不带任何负载,并做好相应记录。2.3、系统统调试过程出现故障及对策:
2.3.1调试过程中经常出现发电类过压故障,分析主要是电动机的同步转速比实际转速快,电动机处于发电状态。对于一压钢辊、软辊二台变频器拖动电动机而言,当加上压力后,相当于两台电动机同时输送一个负载,按同步而言其线速度应保持一致,而工艺要求需保持一定的速差,即钢辊线速度要比软辊快,这样软辊按钢辊所给定的速度比工艺要求速度要慢方能满足工艺要求,这样软辊处于发电状态,容易产生发电类过压故障。经本公司技术人员反复摸索调试用如下方法解决了该矛盾:
● 在适当调整变频器加减速时间的基础上,在软辊变频器直流母线上并联制动电阻(10欧姆1KW)用于吸收其再生能量。保持其母线电压(该类变频器直流母线电压不能超过700V)的相对稳定。
● 充分发挥TD3000系列变频器的功能,利用其下垂控制功能,调节参数F2.44满足软辊特性,通过下垂控制功能来调整软辊电动机使其特性变软,使之在一定的转速降落时不易跳闸。
2.3.2闭环矢量控制状态速度上不去
发生该类故障在排除联结轴断故障后不外以下原因:
● 反馈信号编码器PG断线,只要有一根线断,就会速度上不去。
● 光电编码器电源DC24V丢失,可用外部电源临时提供解决,注意不要与接口板DC24V并联。
● 光电编码器反馈信号丢失,其幅值一般在8-26V之间,本公司光电编码器采用的开路集电极输入,若丢失A-或B-易造成E001故障。这样的话可改变控制方式如V/F控制也可满足控制要求。待以后更换接口板。2.3.3、关的关键参数值


  除上述关键参数外,如启动时间等均可适当进行调大一些,系统刚开始调试时,系统全采用闭环矢量控制,经常出现E04、E05、E06等故障,在增加加减速时间及增加制动电阻仍然无法解决,后来将软辊控制方式改为2(V/F控制),即软辊改为跟踪钢辊速度信号,本身不调节,加上下垂控制功能的使用,也就不频繁跳闸了,但与工艺要求仍有些差距。在线速度越快的情况下,其速差越大(即F6.11值越小)。3、改造后的效果及体会
3.1、本公司在5#机改造压光机为双辊软压光后,经过近一年的运行维护,目前已能满足线速在108-148m/min调速范围而不断纸,基本适应了工艺条件。
3.2、公司技术人员通过5#机软辊压光机的安装调试及运行经验的积累,对该系列变频器及其控制系统增加了不少了解。为公司在不久在另外两台线速为250m/min的1760纸机(6、7#机)的安装双辊软压光机的电气安装调试打下了良好的基础。

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