直流電控調(diào)速6RA70升級改造6RA80

摘 要：提升機直流電控系統(tǒng)組成可分為調(diào)速系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。調(diào)速系統(tǒng)主要由全數(shù)字調(diào)速裝置和可控硅整流裝置組成。

關(guān)鍵詞：西門子全數(shù)字調(diào)速裝置；6RA80；安全提升

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.163

1 調(diào)速系統(tǒng)兩種配置

①調(diào)速裝置和功率晶體管全部采用進口部件；②采用原裝全數(shù)字調(diào)速裝置，配置國產(chǎn)的可控硅功率單元?？刂葡到y(tǒng)主要采用可編程控制器PLC控制柜、電源柜、操作臺組成。監(jiān)控系統(tǒng)主要是：工業(yè)計算機作為上位機，配彩色液晶顯示器、彩色打印機，并配置編程及監(jiān)控軟件。上位機起監(jiān)控提升機系統(tǒng)運行、報警、實現(xiàn)多張彩色圖表顯示，并具有可以隨時打印輸出的功能。

就調(diào)速系統(tǒng)配置而言，在過去的十幾年多數(shù)礦井采用的是原裝全數(shù)字調(diào)速裝置和功率晶體管全部采用進口部件。運行多數(shù)以達十多年，進入了電氣元件老化事故多發(fā)期，為減少事故的發(fā)生，應進行更換電控系統(tǒng)，如何去更換升級核心的部件調(diào)速裝置是一個探討的話題。從新設備資金投入及舊設備淘汰資金回收上考慮，如何以最大的安全系數(shù)和較少的資金投入是更換電控系統(tǒng)的一個考慮因素。

我礦使用的是德國西門子公司生產(chǎn)的原裝6RA70全數(shù)字調(diào)速裝置。已投入運行有十多年，在運行過程中出現(xiàn)了一套功率單元的晶體管老化擊穿現(xiàn)象。由于西門子6RA70調(diào)速裝置已經(jīng)停產(chǎn)，配件不易購買，臨時改為六脈動方式運行。聯(lián)系電控廠家后，建議升級更改6RA80全數(shù)字調(diào)速裝置。

2 6RA70和6RA80的區(qū)別

由于西門子6RA70的停產(chǎn)，再購買備件可能成本會增加很多，（隨6RA70備件存量的下降，越會比較明顯）在這種情況下，一個新設備就不考慮6RA70，而考慮使用新的6RA80，那么原使用的6RA70系統(tǒng)應該何去何從呢？首先問，6RA80可以替代6RA70嗎？

從功能上比6RA70更豐富，在功能這一點沒有問題。在對外接口上更沒有問題，6RA80的外部接口不論是開關(guān)量點還是模擬量6RA70豐富，也可以這樣說，一臺6RA80它的接口數(shù)量相當于6RA70的CUD1+CUD2的數(shù)量。原來在6RA70中用到CUD2的一些接口在使用6RA80后，就不用考慮選件了。在6RA80上集成了DP通訊接口，也不需要像6RA70那樣還要再選購CBP2通訊板了。PROFIBUS在替換的在有上位PLCPROFIBUS系統(tǒng)在替換了原來的6RA70后，上位PLC系統(tǒng)硬件配置需6RA70修改成6RA80才能使用。不牽扯到PROFIBUS通訊問題。

從參數(shù)結(jié)構(gòu)上看，6RA80與6RA70有相近的地方，6RA80的6RA70參數(shù)，從6RA80的參數(shù)列表會發(fā)現(xiàn)，6RA70在前面加上50就是6RA80的參數(shù)號。也是說大部分參數(shù)是這樣6RA80的參數(shù)P50+6RA70參數(shù)號，如果你6RA70比較熟悉，那6RA80同樣會很快上手。

從使用體驗上來看，80的調(diào)試軟件STARTER比70的DriveMonitor功能更豐富，例如增加的TRACE（示波）的功能。綜上所述，我礦在原來的基礎(chǔ)上進行升級改造。

3 改造方案

改造主要針對提升機PLC控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，采用PLC工藝和操作控制，同時新增加一套串聯(lián)12脈動調(diào)速系統(tǒng)，與現(xiàn)用傳動系統(tǒng)切換。

傳動系統(tǒng)：傳動系統(tǒng)為磁場恒定，串聯(lián)12脈動主從控制方案，此次改造保持原系統(tǒng)的高壓開關(guān)柜、整流變壓器、直流快開、平坡電抗器不變。新增加一套傳動系統(tǒng)，主要包含勵磁柜、整流柜和切換柜，實現(xiàn)二套傳動系統(tǒng)的手動切換。確保二套傳動系統(tǒng)的獨性、完整性和完全的電氣隔離。單套傳動系統(tǒng)故障需維修時，另一套傳動系統(tǒng)可安全運行且不影響生產(chǎn)，同時故障的傳動系統(tǒng)可方便維修。

4 電樞整流及切換系統(tǒng)

直流系統(tǒng)采用磁場恒定，電樞換向的驅(qū)動方式，控制提升機按照設計的速度圖和力圖運行，滿足提升機運行要求。

（1）增加電樞整流柜2臺，包含西門子公司6RA80全數(shù)字直流調(diào)速裝置2臺，裝置型號：6RA8091-6DV62-0AA0，1200A，串聯(lián)12脈動，主從控制。

（2）二套電樞整流系統(tǒng)的交流電源分別來自二臺整流變壓器，通過切換開關(guān)分別接入二套傳動系統(tǒng)。切換方式：手動切換，切換開關(guān)基本參數(shù)為：AC400V，2000A.

（3）二套傳動系統(tǒng)直流輸出，通過切換開關(guān)接入電機。切換方式：手動切換，切換開關(guān)基本參數(shù)：DC400V，2500A.

（4）電樞整流系統(tǒng)采用編碼器反饋方式，編碼器脈沖通過分頻板分為二路脈沖，分別接入二套傳動系統(tǒng)（分頻板最大工作頻率250KHz）。測速機信號井電路板放大后分為兩路，分別接入二套傳動系統(tǒng)。

（5）設置獨立的交流進線和直流回路切換柜，任何單套系統(tǒng)運行，不影響另一套系統(tǒng)維護檢修。

PLC軟件采用洛陽源創(chuàng)電器公司提供提升機控制系統(tǒng)專用軟件，根據(jù)洛陽源創(chuàng)公司多年年的提升機電控系統(tǒng)開發(fā)和使用經(jīng)驗編制而成，完全能夠滿足礦井提升機各種工藝及功能需求，具有完善的邏輯控制、安全聯(lián)鎖和保護功能。

PLC控制柜配置兩套PLC系統(tǒng)，負責提升機工藝控制及軟件安全保護功能，兩套PLC系統(tǒng)通過網(wǎng)絡通訊交換運行數(shù)據(jù)，確保提升機的安全運行。

安全回路采取多重化設計，包括硬件安全回路及兩路PLC軟件安全回路，軟件安全回路通過獨立的繼電器輸出，和其它重要故障信號繼電器共同形成硬件安全回路。

安全規(guī)程規(guī)定“防止過卷裝置、限速裝置等設置至少為獨立的雙線制”，過卷保護為軟件、硬件的多回路保護，包括：主編碼器過卷、從編碼器過卷、磁開關(guān)過卷保護、機械限位開關(guān)過卷保護。超速及限速保護采用主編碼器、從編碼器計算速度、電氣傳動裝置反饋速度等多路傳感器采集速度信號，并根據(jù)容器所處位置實現(xiàn)軟件、硬件的多回路超速及限速保護。

重要的安全回路保護點的狀態(tài)如過卷保護、超速保護在操作臺上有明顯的燈指示及聲光報警，上位監(jiān)控系統(tǒng)有安全回路故障的詳細指示和報警記錄，方便查找故障和歷史記錄。

這次副井升級改造方案考慮全面，從設計到安裝施工調(diào)試等全部環(huán)節(jié)進展快，現(xiàn)場施工3天，施工期間副井三八制間斷運行，調(diào)試工作4天，調(diào)試期間新舊系統(tǒng)均可運行，此次改造方案實施可行。經(jīng)過一年的運行，系統(tǒng)穩(wěn)定，如6RA70舊系統(tǒng)出現(xiàn)故障可及時切換到6RA80新系統(tǒng)運行。兩個系統(tǒng)正常時可以每15天切換運行，確保副井安全提升。

作者簡介：崔東偉（1981-），男，山東菏澤人，本科，機電技術(shù)員，助理工程師，研究方向：煤礦機電設備安全管理自動化控制。