導語：磨機雙驅(qū)電動機電氣控制體系一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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

勵磁控制雙驅(qū)磨機系統(tǒng)由兩臺低速無刷的同步電動機通過氣動離合器帶動兩個傳動小齒輪，進而帶動磨機主齒輪轉(zhuǎn)動磨機。GE公司的高性能正交同步電動機與普通同步電動機的不同之處在于，每個電動機轉(zhuǎn)子都有兩套相互正交的勵磁繞組，一套是正常的D軸勵磁繞組，另一套是用于負載平衡控制的Q軸繞組。兩臺電動機的D軸勵磁是相互獨立的兩套勵磁控制系統(tǒng)，兩臺電動機的Q軸共用一套勵磁控制系統(tǒng)。

負載平衡的控制兩臺高性能正交同步電動機及其控制系統(tǒng)在保持整個磨機系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的同時，能準確地糾正大小齒輪間的不平衡及磨機主齒輪的偏心度。負載平衡的控制分兩種方式：一種是通過脈沖式釋放離合器的氣壓進行系統(tǒng)粗調(diào)；另一種是Q軸勵磁的控制系統(tǒng)通過控制電動機正交軸磁場電流來改變負載角進行系統(tǒng)微調(diào)。通過這兩種方式來達到磨機兩個小齒輪負載平衡的目的。負載平衡控制系統(tǒng)如圖3所示。動態(tài)的負載平衡微調(diào)是通過調(diào)整并聯(lián)兩電動機的正交磁場繞組來實現(xiàn)的。被控制正交磁場電流在增大輕負荷電動機負載角的同時，減小重負荷電動機的負載角，從而達到負載平衡。負載平衡調(diào)節(jié)器分兩級，外環(huán)為功率差調(diào)節(jié)(即粗調(diào))，內(nèi)環(huán)為正交磁場電流調(diào)節(jié)(即微調(diào))。當磨機偏心、壞齒或磨機負載偏移時，通過這樣的控制結(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%的額定電動機功率范圍內(nèi)，系統(tǒng)在電流微調(diào)方式下工作。當電動機的功率差值大于預先設(shè)定值(一般為25%)，如果系統(tǒng)工作在自動模式下，則離合器脈沖調(diào)節(jié)被觸發(fā)，通過脈沖式放氣、補氣的方式進行粗調(diào)。粗調(diào)可以使負載平衡很快回到5%電動機額定功率的范圍內(nèi)，這時系統(tǒng)會自動切換回微調(diào)方式[2]。

磨機的潤滑、保護和聯(lián)鎖控制系統(tǒng)磨機潤滑系統(tǒng)包括主軸承潤滑站高壓頂起泵、主軸承潤滑站低壓循環(huán)泵、主軸承潤滑站小齒輪潤滑泵和主電動機頂起泵。磨機啟動前，先啟動潤滑系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)運行正常后，磨機才能正常啟動。當系統(tǒng)主軸承潤滑站高壓油流低于低設(shè)定值時，潤滑系統(tǒng)報警，低于超低設(shè)定值時，潤滑系統(tǒng)故障，要求停止磨機轉(zhuǎn)動(氣動離合器分開)，但不停主電動機，只有當主電動機頂起泵油壓超低，主電動機軸承溫度超高，主電動機定子溫度超高時，才能停止主電動機運行，同時氣動離合器斷開。磨機主軸承設(shè)有6個PT100測溫電阻，小齒輪各設(shè)有3個紅外線齒面測溫傳感器和2個PT100軸承測溫電阻。當溫度高于高設(shè)定值時，產(chǎn)生溫度報警，高于超高設(shè)定值時，磨機自動停機。磨機主軸承設(shè)有油膜傳感器檢測信號，可在磨機運行過程中時刻監(jiān)測磨機軸瓦和主軸承間的油膜厚度。當油膜厚度低于超低設(shè)定值時，磨機轉(zhuǎn)動自動停止。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Modbus方式與上位機(DCS系統(tǒng))進行通信，系統(tǒng)通過ControlNet網(wǎng)和遠程I/O組成現(xiàn)場信號采集系統(tǒng)，由PLC編程來實現(xiàn)對整個磨機系統(tǒng)的監(jiān)測、保護和控制。

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，整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成：一是與上位機通信的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)是一個開放的高速確定性網(wǎng)絡(luò)，用于傳輸對時間有苛刻要求的信息，通信速率可達5Mb/s。通信介質(zhì)為工業(yè)級屏蔽同軸電纜，網(wǎng)絡(luò)刷新時間為2~100ms，數(shù)據(jù)發(fā)送具有確定性和可重復性[3-4]。

控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用Rockwell的ControlLogix5000和人機界面PanelViewPlus進行控制，下面介紹控制過程。(1)磨機系統(tǒng)磨機系統(tǒng)主畫面(見圖5)為磨機系統(tǒng)的軸承溫度、振動、齒輪紅外線溫度和軸承浮起油膜的監(jiān)測畫面，點擊“1號主電動機允許合閘”可查看1號主電動機的啟動條件；點擊“2號主電動機允許合閘”可查看2號主電動機的啟動條件；點擊“氣動離合器允許合閘”可查看氣動離合器的啟動條件；點擊“慢驅(qū)允許合閘”可查看慢驅(qū)的啟動條件。(2)潤滑站系統(tǒng)潤滑站系統(tǒng)由3臺高壓泵、2臺低壓循環(huán)泵和2臺小齒輪潤滑泵組成。潤滑系統(tǒng)分現(xiàn)場手動控制、現(xiàn)場自動控制和DCS自動控制。(3)干油系統(tǒng)控制當磨機運行時，干油系統(tǒng)自動運行，磨機停止，干油系統(tǒng)自動停止。在磨機運行過程中，當干油系統(tǒng)故障報警時，延時2h停機。(4)主電動機的控制當潤滑系統(tǒng)運行正常時，慢驅(qū)離合器打開狀態(tài)下，觸摸屏上允許主電動機運行，顯示綠色時，可啟動主電動機。在啟動主電動機之前，先進行啟動請求，當兩臺主電動機運行后，取消啟動請求，可通過允許主電動機運行畫面查看啟動條件。(5)氣動離合器控制當潤滑系統(tǒng)運行正常，兩臺主電動機運行正常，磨機備妥，系統(tǒng)無故障時，可啟動閉合氣動離合器啟動磨機，在磨機運行過程中，如果磨機備妥信號消失時，離合器斷開，停止磨機運行；如果有故障跳閘畫面中任何一個故障時，氣動離合器斷開，系統(tǒng)跳閘，可通過允許氣動離合器閉合畫面查看磨機啟動條件。(6)慢驅(qū)系統(tǒng)控制慢速驅(qū)動裝置在磨機檢修或更換襯板，主電動機發(fā)生故障時使用。慢速驅(qū)動電動機在慢驅(qū)控制箱上操作啟停。慢驅(qū)只有當主電動機停止，潤滑站工作正常，溫度保護系統(tǒng)正常，小齒輪噴射潤滑工作，氣動離合器斷開，慢驅(qū)離合器合上，主電動機運行側(cè)限位開關(guān)斷開時才允許工作。并且慢驅(qū)操作箱上的“工作/檢修”選裝開關(guān)放到檢修位置，可通過允許慢驅(qū)運行畫面查看其啟動條件。(7)趨勢圖通過趨勢圖可查看系統(tǒng)中的軸承溫度，以及振動、油膜、油壓、油流在1min內(nèi)的變化情況。(8)參數(shù)設(shè)定整個磨機系統(tǒng)的運行參數(shù)和保護參數(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，輸入密碼后才能進入?yún)?shù)設(shè)定畫面。(9)實時報警磨機系統(tǒng)的所有報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“*”表示報警被激活，就是說正在報警狀態(tài)中，無“*”則說明報警已過。當報警發(fā)生時，在觸摸屏柜上會伴隨有聲光報警，是一快閃信號，按動“消警”按鈕，報警變?yōu)槁W信號，表示已有人確認過此報警信息，再按一下，報警取消，不再報警，延時15min后，如還有報警信息，則重新快閃報警。只有在登錄賬戶的情況下，清除歷史按鈕才會顯示，點擊此按鈕，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，可進入這里查看故障原因，故障跳閘信號是自保持信號，下次開機時需要在觸摸屏上進行故障復位。

結(jié)語

先進的控制系統(tǒng)是一個現(xiàn)代化工廠的標志，對于企業(yè)有著深遠的社會效益和經(jīng)濟效益。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，在較短的時間內(nèi)，各項生產(chǎn)指標均達到并超過設(shè)計要求，現(xiàn)在磨礦能力為1300~1400t/h，遠遠超過938t/h的設(shè)計能力。該系統(tǒng)自投入運行以來情況良好，畫面清晰，易于維護，便于操作。根據(jù)工藝要求實現(xiàn)設(shè)備相互聯(lián)鎖，利于設(shè)備的啟停及運行操作；利于系統(tǒng)操作和參數(shù)的修改；完整的故障報警信息可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)故障，減少系統(tǒng)的停機時間，保障生產(chǎn)順利進行，提高了監(jiān)控與管理水平。

作者：于小環(huán)簡海峰王全福晏秋單位：洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院有限責任公司礦山重型裝備國家重點實驗室(中信重工機械股份有限公司)