矿 业 快 报 Serial No. 341 EXPRESS INFORMATION 总 第 341 期 2000年 6 月 第 11 期 June. 2000 OF MININ G INDUSTRY 方技 术 交 流 方 ADDVAN TAGE - 32 全 数 字 直 流 传 动 装 置 性 能 的 评 价 王 文 洪 张 松 一 (马 钢 规 划 部 ) 摘 要 本 文 对 ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 直 流 传 动 装 置 的 各 控 制 模 块 作 了 较 为 详 尽 介 绍 ,并 对 其 性 能 加 以 讨 论 ,为 如 何 加 强 直 流 电 机 的 过 程 控 制 提 供 参 考 。 关 键 词 全 数 字 直 流 传 装 置 直 流 电 机 回 路 控 制 1 前 言 ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 直 流 调 速 系 下 载 、数 据 收 集 、故 障 记 录 、数 据 分 析 ,甚 至 可 以 进 行 4 通 道 数 据 示 波 器 方 式 显 示 。 彻 底 改 变 了 以 往 传 动 柜 的 调 试 方 式 。 80214LAN 局 域 网 通 讯 口 是 用 来 与 PLC 通 讯 ,完 成 生 产 过 程 控 制 的 。 FAX 通 讯 口 是 用 来 与 另 一 台 传 动 柜 通 讯 的 ,快 速 完 成 柜 间 数 据 交 换 。 由 传 动 柜 完 成 ,过 程 控 制 部 分 功 能 (如 机 架 的 “ 级 连 控 制 ”) ,是 现 代 传 动 柜 发 展 的 一 个 方 向 。 统 是 目 前 世 界 上 最 先 进 的 直 流 调 速 控 制 装 置 。 它 采 用 一 片 (可 扩 展 到 两 片 ) 微 处 理 器 完 成 调 节 系 统 的 开 环 与 闭 环 控 制 以 及 各 种 辅 助 功 能 。 其 各 种 控 制 参 数 的 设 定 和 装 置 的 调 试 均 经 过 RS - 485 接 口 与 计 算 机 直 接 进 行 通 讯 ,由 计 算 机 WWW.KY114.CN 进 行 设 定 和 操 作 ,以 使 整 个 装 置 控 制 、操 作 更 加 灵 活 。 2 13 　 ADDVAN TA GE - 32 的 硬 线 接 口 2 ADDVAN TA GE - 32 简 介 ADDVAN TA GE - 32 有 2 个 非 CPU 控 制 2 11 　 ADDVAN TA GE - 32 的 微 处 理 器 ADDVAN TA GE - 32 微 处 理 器 是 “ Intel” 的 接 口 “, 急 停 ”和“ 复 位 ”可 以 保 证 即 使 在 CPU 故 障 时 ,也 能 可 靠 停 车 。 另 外 ADDVAN TA GE 公 司 32 位 的“ i960”超 级 扫 描 芯 片 。 用“ 快 闪 内 存 (FLASH PROM) ”作 应 用 程 序 的 存 储 ,可 方 便 地 版 本 升 级 。 用 EEPRROM 存 储 组 态 参 数 和 数 据 ,无 须 后 备 电 池 。 其 硬 件 配 置 具 有 世 界 先 进 水 平 。 - 32 有 两 个 脉 冲 发 生 器 输 入 (可 互 为 备 用 ) 、一 个 脉 冲 发 生 器 输 出 。 ADDVAN TA GE - 32 还 有 可 编 程 的 6 个 模 拟 量 输 入 、4 个 模 拟 量 输 出 、 6 个 数 字 量 输 入 、4 个 数 字 量 输 出 。 其 丰 富 的 接 口 为 各 种 控 制 要 求 提 供 了 条 件 。 2 12 　 ADDVAN TA GE - 32 的 通 讯 与 编 程 ADDVAN TA GE - 32 有 三 个 通 讯 口 : ① RS 2 14 　 ADDVAN TA GE - 32 的 软 件 数 据 形 式 ADDVAN TA GE - 32 的 数 据 分 如 下 五 类 。 - 485 串 行 口 , ② 80214LAN 局 域 网 通 讯 口 , ③ 第 一 类 作 为 电 枢 电 流 环 和 励 磁 电 流 环 控 制 的 核 心 参 数 X、Y。 其 中 X 为 数 据 参 数 , Y 为 控 制 参 数 。 第 二 类 作 为 CEMF 环 、转 速 环 、张 力 环 等 控 制 的 功 能 块 参 数 C、P。 其 中 C 为 数 据 参 数 , P 为 结 构 参 数 。 第 三 类 是 实 时 采 样 参 数 A、D。 其 中 A 为 模 拟 量 ,D 为 数 字 量 。 第 四 类 是 表 参 数 T ,它 实 际 上 是 一 个 可 编 程 的 函 数 发 生 器 。 第 五 类 是 单 位 参 数 UN IT ,即 各 参 数 的 单 位 。 FAX 通 讯 口 。 IBM 兼 容 机 与 RS - 485 串 行 口 连 接 后 ,即 可 对 ADDVAN TA GE - 32 进 行 软 件 编 程 。 由 于 与 计 算 机 连 接 ,在 “ ADDAPT”软 件 包 下 ,对 ADDVAN TA GE - 32 操 作 的 功 能 十 分 强 大 。 在 计 算 机 上 可 进 行 参 数 文 件 编 制 、数 据 王 文 洪 ,马 钢 规 划 部 ,工 程 师 ,243000 安 徽 省 马 鞍 山 市 。 1 0 　 王 文 洪 等 :ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 直 流 传 动 装 置 性 能 的 评 价 2000 年 6 月 第 11 期 无 论 在 “ ADDAPT” 软 件 包 下 , 还 是 在 AD2 DVAN TA GE - 32 操 作 面 板 上 , (每 一 参 数 都 有 自 身 的 代 码 、英 文 简 称 、数 据 和 单 位 及 所 配 置 参 数 的 代 码 、英 文 简 称 、数 据 和 单 位 ) 。 清 晰 明 了 , 易 读 易 记 。 而 其 它 类 型 全 数 字 直 流 传 动 装 置 大 多 以 纯 代 码 形 式 编 程 ,难 懂 难 记 。 这 是 AD2 DVAN TA GE - 32 的 一 大 优 点 。 3 ADDVAN TA GE - 32 的 实 验 3 11 　 ADDVAN TA GE - 32 带 纯 电 阻 的 试 验 首 先 ,我 们 按 图 1 进 行 带 纯 电 阻 的 试 验 。 ADDVAN TA GE - 32 的 原 始 参 数 输 入 : 将 Y000 = DC - 0056 (本 装 置 额 定 电 枢 电 流 56A、 励 磁 电 流 6A) 。 考 虑 到 试 验 导 线 的 线 径 和 电 阻 的 功 率 ,我 们 将 电 枢 电 流 设 定 为 10A ,即 参 数 X001 = 10/ 56 = 17. 86 %;励 磁 电 流 设 定 为 2A , 即 参 数 X002 = 2/ 6 = 33. 33 %。 由 于 是 纯 电 阻 无 电 感 ,传 动 柜 无 法 自 检 出 特 定 参 数 值 ,报 警 停 机 。 人 工 设 定 参 数 X053 = - 50 ,传 动 柜 通 过 , 工 作 正 常 。 图 1 纯 电 阻 接 线 试 验 图 它 的 简 化 控 制 框 图 见 图 2 。 其 中 C044 是 弱 磁 开 始 电 势 点 。 CEMF 的 PI 调 节 器 输 出 设 定 范 围 一 般 设 定 在 0～ - 50 %。 C038 - A 是 CEMF 方 式 下 满 磁 电 流 。 C038 - B 是 CEMF 方 式 下 励 磁 电 流 减 少 量 。 C038 - C 是 固 定 励 磁 方 式 下 的 设 定 励 磁 电 流 。 由“ A + B + C”模 块 的 控 制 钮 WWW.KY114.CN 保 证 了 输 出 只 能 是 “ A + B”或 “ C”。 C051 是 经 济 励 磁 电 流 设 定 值 。 CN TL 决 定 了 励 磁 的 投 入 方 式 。 3 12 　 ADDVAN TA GE - 32 的 励 磁 回 路 控 制 ADDVAN TA GE - 32 励 磁 回 路 控 制 主 要 包 括 CEMF闭 环 控 制 和 励 磁 电 流 闭 环 控 制 。 图 2 励 磁 回 路 简 化 框 图 3 13 　 ADDVAN TA GE - 32 带 电 机 、模 拟 冶 金 负 荷 的 试 验 进 行 三 地 操 作 : ① 柜 旁 面 板 操 作 ,用 于 电 机 的 调 试 、维 修 。 ② 机 旁 操 作 箱 操 作 ,用 于 轧 机 的 换 辊 、事 故 处 理 。 操 作 箱 上 有 操 作 选 择 开 关 、方 向 开 关 、高 低 两 挡 速 度 运 行 开 关 等 功 能 。 ③ 上 位 ( ( 1) 试 验 对 象 。 Z2 - 61 直 流 电 机 。 2) 模 拟 环 境 。 与 一 般 冶 金 电 机 一 样 ,可 1 1 总 第 341 期 矿 业 快 报 2000 年 6 月 第 11 期 计 算 机 操 作 ,用 于 轧 机 正 常 生 产 主 速 度 给 定 。 当 然 在 与 个 人 机 联 网 后 ,也 可 在 “ ADDAPT”软 件 包 下 ,进 行 更 为 丰 富 的 控 制 、操 作 。 过 A008 参 数 可 直 接 读 出 电 机 温 度 。 根 据 X007 参 数 所 设 定 温 度 值 报 警 。 ADDVAN TA - GE - 32 的 CPU 内 也 有 一 积 分 器 ,在 I > 2 ( 3) ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 装 置 的 控 110 %电 机 额 定 值 时 ,对 I R 积 分 。 过 电 流 反 时 制 结 构 。 电 枢 回 路 由 于 没 有 测 速 机 ,我 们 采 用 了 电 势 、电 流 双 闭 环 ;励 磁 回 路 采 用 了 弱 磁 、电 流 双 闭 环 。 值 得 一 提 的 是 ,ADDVAN TA GE - 限 积 分 曲 线 由 X006 参 数 设 定 选 取 。 通 过 A019 参 数 可 直 接 读 出 积 分 值 ,超 过 100 ,报 警 停 机 。 当 然 ,在 I > 110 %电 机 额 定 值 时 ,也 可 不 报 警 ,即 通 过 “ 回 卷 ( TAPERED) 电 流 限 幅 ” 方 式 (见 后 文 ) ,限 制 输 出 电 流 。 3 2 全 数 字 装 置 的 速 度 反 馈 非 常 安 全 ,它 有 两 个 互 为 备 用 的 速 度 输 入 口 ,即 使 两 个 速 度 都 丢 失 , 也 可 自 动 进 行 电 势 反 馈 控 制 。 413 　 ADDVAN TA GE - 32 的 电 流 限 幅 特 性 ADDVAN TA GE - 32 的 电 流 限 幅 也 很 有 特 色 ,它 既 可 固 定 电 流 限 幅 值 ,也 可 通 过 “ 回 卷 ( TAPERED) 电 流 限 幅 ”方 式 动 态 限 幅 。 通 过 ( 4) ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 装 置 的 动 态 响 应 。 数 字 装 置 的 高 精 度 、多 功 能 决 定 了 高 指 标 的 动 态 响 应 。 我 们 做 出 了“ ADDAPT”软 件 下 的 1000r/ min 转 速 的 阶 跃 响 应 示 波 图 。 速 度 PI 调 节 器 P = 0. 1 不 变 ,I 分 别 = 112、215、315、 2 设 定 电 流 的 限 幅 最 大 值 、最 小 值 ,根 据 I R 积 分 A019 参 数 值 ,以 获 得 实 际 的 电 流 的 限 幅 值 ;从 而 即 可 充 分 利 用 电 机 的 过 载 能 力 ,又 可 保 证 电 机 的 安 全 。 对 于 轧 钢 电 机 而 言 这 一 点 尤 为 重 要 ,因 为 轧 钢 电 机 的 过 载 电 流 通 常 为 150 %～ 200 %电 机 额 定 值 。 5 10。 可 以 看 出 112 欠 调 ,510 超 调 ,315 超 调 但 在 容 许 范 围 内 ,215 特 性 最 好 。“ ADDAPT”软 件 同 时 给 出 了 1000r/ min 转 速 的 阶 跃 响 应 加 入 斜 坡 积 分 环 节 后 的 示 波 图 。 WWW.KY114.CN ( 5) ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 装 置 的 试 414 ADDVAN TA GE - 32 的 AFM 运 行 方 式 ADDVAN TA GE - 32 对 旧 模 拟 传 动 柜 的 改 造 也 很 方 便 。 它 可 以 保 留 原 传 动 柜 的 功 率 单 元 ,采 用 ADDVAN TA GE - 32 控 制 单 元 ,仅 作 一 些 软 件 参 数 设 定 即 可 。 这 种 方 式 称 之 为 AFM 运 行 方 式 。 验 数 据 。 整 个 试 验 达 到 预 期 目 的 ,数 据 具 有 可 重 复 性 。 4 ADDVAN TA GE - 32 的 应 用 讨 论 4 11 　 ADDVAN TA GE - 32 装 置 的 热 保 护 ADDVAN TA GE - 32 的 热 保 护 有 2 种 。 在 ADDVAN TA GE - 32 的 SCR 散 热 板 上 装 有 测 温 元 件 ,通 过 A009 参 数 可 直 接 读 出 SCR 温 度 ,超 过 限 度 ,报 警 停 机 。 ADDVAN TA GE - 32 的 CPU 内 还 有 一 积 分 器 ,在 I > 110 %装 置 额 5 　 结 论 ADDVAN TA GE - 32 全 数 字 直 流 传 动 装 置 具 有 较 强 的 自 诊 断 能 力 ,可 对 缺 相 、过 流 、失 磁 、超 速 、反 馈 断 线 、微 处 理 器 及 软 件 故 障 进 行 监 视 和 处 理 ,系 统 稳 定 可 靠 、控 制 精 密 ,同 时 对 电 机 的 发 热 进 行 监 视 和 保 护 ,保 障 了 设 备 的 正 常 运 行 ,这 是 目 前 所 有 用 模 拟 量 直 流 可 控 硅 调 速 装 置 很 难 和 无 法 做 到 的 。 因 此 ,该 装 置 可 以 广 泛 应 用 于 矿 山 ,冶 金 等 过 载 电 流 大 且 需 要 调 速 的 直 流 电 机 。 2 定 值 时 ,对 I R 积 分 ,超 过 限 度 ,报 警 停 机 。 此 项 保 护 是 根 据“ UL”标 准 而 定 ,即 电 流 在 150 % 装 置 额 定 值 时 ,准 许 工 作 60 s。 对 于 非“ UL”标 准 的“ AFM”模 式 (见 后 文 ) ,可 不 设 报 警 。 4 12 　 ADDVAN TA GE - 32 对 电 机 的 热 保 护 ADDVAN TA GE - 32 对 电 机 的 热 保 护 也 有 2 种 。 ADDVAN TA GE - 32 可 通 过 励 磁 电 阻 值 随 温 度 变 化 的 特 性 ,检 测 电 机 的 温 度 。 通 (收 稿 日 期 2000 - 04 - 11) 1 2