SIEMENS浔之漫智控技术有限公司西门子模块6ES7513-1AM03-0AB0型号规格
强劲且起动平稳的高炉
为保证高炉运行正常,鼓风机必须产生足够的风量,有时可达每小时数十万立方米,这就要求驱动功率达几十兆瓦。具备较新发展水平的驱动设备由耐用的高压同步电机和特制的起动变频器**结合而成,这就保证了设备的满负荷生产应用。该系统不仅十分可靠,而且与传统的驱动设备相比,其起动时间大为缩短。
位于中国东北地区的辽宁省鞍山市以其钢铁工业而**。鞍山钢铁集团在中国钢铁公司中排名*三。该公司正进行现代化改造,其中也包括安装一套新的高炉鼓风机。位于瑞士苏黎世的MAN-Turbomaschinen 公司赢得了该合同,按要求提供和安装高炉鼓风机。西门子公司为该鼓风机提供**的驱动技术。
出于大风量的考虑,要求高炉鼓风机的风量达到 460000m3/h,这需要 42MW 的额定驱动功率。在高炉工作时,要求鼓风机达到满负荷。因为对高炉而言,情况通常是这样的,每隔大约四到八周当高炉检修后,鼓风机才开始起动。在它运行后,就不再要求闭环速度控制。
而另一方面,这种大型驱动设备必须在可控方式下运行,以避免危险的电力或机械负载高峰。在这种情况下,闭环速度控制远**传统的起动方法。起动优化
由于起动电流会达到所用电机额定电流的 400% 到 500% ,因此几十兆瓦功率的电机不能直接与市电相接。目前使用的电机其起动电流已高达 2737A。尽管钢厂供电网的短路额定值较高,但由于峰值电流引起的电压突降仍会很高。如果将这样高功率的电机与供电线直接相连,将发生转矩波动,使鼓风机械系统承受较大的负荷,从而导致过早的磨损甚至毁坏。
在过去,通常选用一些传统的起动方法以避免这样的后果。这些起动方法包括:限流电抗器、自耦变压器和电机发电机,但启动时仍需要大约 30-40% 的额定功率。这意味着传统的起动设备解决此方面问题仍具有局限性且设备成本高。这也就是几年来发展电子式起动变频器的原因。
通过在鞍钢高炉鼓风机上装备起动变频器,只需一到二分钟,电机能够无波动地由起动变频器供电转向供电线供电。这就降低了供电线和整个机械传输线上的压力。这意味着部件的低耗损和**命。同时,起动变频器较为可靠也是十分重要的。例如,当起动未成功 时,将会立即在起动时产生电压突降,并试图进行不导致任何损害的新的起动。原因是这种起动方法不会造成转子产生热应力。这是起动变频器不同于限流电抗器或自耦变压器起动的地方,在后两种起动方式下,当电机由静止起动时,电机的运转如同步电机。
使用起动变频器起动的成功率在 99% 以上,明显**传统的起动方法。这确实是迈向高炉系统实现高利用率和大量节省成本的决定性一步。原因是避免了传统起动方法在较坏情况下,如果起动中断,高炉必须在装满料的情况下冷却下来,从而有 10 天以上的时间不能使用。
协调的驱动系统
在选择电机和变频器的较佳组合时,选用了 H-modyn 同步电机和专门为该电机类型设计的 Simovert S 起动变频器配套使用,而且被证明特别有效。鞍山钢厂采用了一种双较隐较式转子同步电机,它是迄今为止所建造的新型 H-modyn 系列电机中较大的一个。H-modyn 是一种新型的电机系列,它取代了运转良好的 H-moflex 高压电机。
H-modyn 与具有同种额定值的先前系列的电机一样耐用、可靠,不需要太多的维护。但它比较轻,整体外形尺寸明显减小,而且易于维护。所设计的电机机壳比它的先前产品能较容易固定和安装。主要接线盒和辅助接线盒安装在底座上而不是安装在机壳上。这意味着所有的定子绕组传感器系统的连接与电机机壳分离,从而使在吊装电机机壳时而不必卸下任何的电气连接。Simovert S 变频器是为同步电机运行而专门开发的。Simovert S 是一种晶闸管三相桥式全数字式电流源型变频器。它采用多处理器系统处理开环和闭环控制。
所有部件,从闭环控制、电源直到信号匹配和为外部信号设置的接线板,都以紧凑的方式纳入控制柜中。直流母线电抗器和晶闸管模块集成在功率箱中,只占据很小的空间。两个独立的直流母线的电抗器反向耦合,并且该技术西门子公司已获得**。这种电路结构可采用相当小的直流母线电抗器,它只有传统额定功率电路结构所采用直流母线电抗器的 60%。
归功于简单的设计,Simovert S 变频器在运行上相当可靠,并且几乎不需要维护。对于鞍钢项目,由两个 Simovert S 变频器并联,每 个额定功率是 4.5MW,用来提供起动所需的 9MW 功率。
前景
与其中一个鞍钢高炉鼓风机相配套的驱动系统已于 2003 年 6 月投入使用,*二个驱动系统也将在不久的将来投入运行。
尤其是对快速发展的中国钢铁工业诸如鞍钢这样的解决方案,其重要性日益凸现。原因在于,无论何地,在中国也一样随着市场**化的发展,设备和系统的效率和可利用率变得越来越重要
在PLC方面,步科公司主要展示了两款PLC,升级版的F1和新一代小型一体化K5系列PLC。升级版的F1首先将原包含ModbusRTU功能的库修改为KincoModbusSlave.lib,并将新增ModbusUDP功能添加其中;其次,为升级CAN2.0功能创建新库KincoExtCan.lib。此外,为满足客户要求,在KincoExt.Lib库内添加了实现软复位的功能函数,也增加了从SD卡读取执行PLC工程的功能。
Kinco-K5系列PLC是步科公司新一代的PLC,它在K3的基础上进行了升级,具有执行速度快、结构紧凑、模块种类丰富等特点。同时提供了多种通信接口,较具有高速脉冲计数、高达200KHZ的高速脉冲输出、0.1ms时基的定时中断等**功能,能够胜任大多数应用领域的控制功能,具有很高的可靠性及性价比。该产品具有以下功能:
程序执行速度高
K5基于当前主流的硬件平台进行开发,基本指令处理时间0.2-0.5us,基本浮点运算指令处理时间0.8-1us,对于综合程序的执行速度较有优势。
丰富的通信接口
在CPU本体提供了2-3个串口接口,支持ModbusRTU主站/从站协议、自由通信。另外,K5提供了CAN通信模块,支持CANOpen主站功能、CAN自由通信功能。方便用户进行系统集成。
强大的加密功能
支持14字节长度的复杂密码,PLC内的用户程序全字节进行加密并以密文的形式进行存储,输入密码时限制了输入次数,较提供了*特的"禁止上载"功能,为用户程序提供了全面、有效的保护。
在伺服方面,步科公司展示了两款高低不等的伺服控制器:FD和JD系列伺服驱动器。FD在市场上的应用比较少,因为它只接受总线的驱动,没有模拟量和脉冲功能。JD系列是现阶段较**的一款伺服,它具有全闭环,电子凸轮和简单的PLC功能。
在变频器方面,步科公司参展了两款变频器:迷你CV100变频器和四象限变频器。迷你CV100变频器是经济型、小型PLC主要适用于小型机械如包装机和印刷机