关键词：ATV71变频器 系统设计 高炉卷扬
Abstract：In this paper，it introduces the application of Schneider ATV71 inverter in the blast furnace windless system,. . The paper gives out the design and debug method.
Key Word：Schneider inverter system design blast furnace windless
一：生产工艺流程介绍
高炉卷扬是高炉上料系统的主要设备，主要任务是把品种不同的炉料从储料槽运送到炉顶的储料罐中。高炉上料系统主要有两种：带式上料机和斜桥料车上料机，一般在3000m3 以上高炉全部采用皮带上料机，在3000m3 以下的还是以斜桥料车上料机为主。斜桥料车上料机主要包括料车坑、料车、斜桥、卷扬机，其生产工艺流程如图1：
图1料车生产工艺流程图
斜桥行走导轨一般分为三段;料坑段、倾角一般为60°上下，中间段、倾角在45°-60°之间，曲轨卸料段。上料小车在斜桥的运动分为启动、一次加速、高速运行、一次减速、二次减速，制动停车倾翻。料车在整个过程中的控制命令由料车主令控制器和上下限位给出，为了保证设备安全一般还设有底部、顶部到位极限，紧急拉绳开关。
斜桥料车上料机在运行过程中，两个料车交替，当装料小车上行时，空载的小车下行，这样当电机运行时，没有空行程，同时空载小车相当于一个平衡锤，平衡了重载小车的自重，这样提高了拖动电机效率，使得电机总处于电动状态，相对于单斗提升，免去了电机处于发电状态带来的一些问题。
二：高炉卷扬的系统设计
长治钢铁厂8#高炉卷扬机的技术参数为：料车最大载重为8.0t,额定在载重5.5t,料车自重2.5t,卷筒直径1200mm,料车行程86m，减速机减速比30：1，电机：交流380V、220KW 、转速1480转/分。
为了保证高炉稳定运行，系统采用一用一备方式。变频器采用Schneider公司变频器ATV71，控制采用Schneider公司Quantum系列PLC进行控制，操作台信号进入PLC，PLC处理后控制变频器，分为自动/手动方式，自动采用MODBUS通信方式，手动为硬线连接方式，作为通信故障时的备用，系统的原理图如图2
图2 高炉卷扬系统原理图
系统的参数 1：变频器 ATV71HC25N4，Pe= 250KW，Ie= 444A，2：进线电抗器 VW3 A4 563 出线电抗器 VW3 A5 107，3：制动单元 VW3 A7 101 制动电阻75KW ，1.05Ω，4：MODBUS通信卡 VW3 A3 302
三：高炉卷扬的调试方法
高炉卷扬上料运行速度曲线如图3所示，图中t2、t4、t6为变速点，信号由料车主令控制器给出、t8为料车上限位点，系统共设有三档速度，f1=10Hz、f2=35Hz、f3=45Hz。
在t1段料车处于料坑段，系统给出启动命令，变频器启动，这时电机抱闸没有打开，系统电流迅速增大，当电流达到180-200% Ie时，PLC发出抱闸打开命令，电机以S型的升速方式迅速平稳达到中速35Hz。
在t2时刻料车主令控制器给出加速点的信号，料车处于中间段高速45Hz平稳运行，接近t4料车一次减速，中速进入曲轨卸料段。
在曲轨卸料段t6时刻发出二次减速命令，料车以低速10Hz运行。在t7时刻发出停车命令，变频器开始检查速度，当低于5Hz时，抱闸关闭，变频器开始制动，自动电阻投入，料车卸料到炉顶储料罐中。t8为料车上限位点和下行料车的底部限位信号是系统保护的最后一道防线，当到达此限位时，变频器的输出接触器跳闸，同时发出抱闸关闭信号，强制系统停车。
每次的上料时间为38s（焦炭）、43 s （矿石）,在整个运行过程中，加速和减速时间的设置比较重要，因为这个时间决定料车的行走的加速度，如果这个时间太短，在料车处于料坑段料车钢丝绳容易产生松弛;在曲轨卸料段钢丝绳容易产生抖动，所以加减速斜坡一般设置为S型的方式。
图3高炉卷扬上料运行速度曲线
四：高炉卷扬变频器的调试
ATV71变频器是Schneider公司新推出的一款高性能的变频器，功率从0.37KW-500KW，调度范围0-1000Hz功能，带编码器速度精度1/1000，转矩精不带编码器1/100。过载能力170%额定转矩60s，200%额定转矩2s，高性能的矢量控制方式。内置启动-停车、材料装卸、提升、PID调节、主-从控制，通信至网络六种不同的宏设置，为用户提供了不同应用场合的快速编程设置。 经过汉化图形显示终端，方便用户编程和维护。卷扬变频器电气原理图如图4
数字量输入LI1、LI2为正反向输入，LI3、LI4组合系统四挡速度给定，实际只用到三种。LI5为手/自动选择，选定为端子控制还是通信控制，LI6备用。
继电器输出，第一个用于主回路接触器KM1控制，第二个用于频率检查，当低于5Hz时，控制抱闸接触器。
模拟量输出电流信号，当电流达到180-200% Ie时，PLC发出抱闸打开命令。
通信控制经MODBUS通信卡与上位的PLC进行通信控制，在MODBUS通信卡上可以设置变频器的硬件地址，通过其指示灯可以了解其工作状态。
图4卷扬变频器电气原理图
变频器参数设置好以后，先空载在斜桥行走导轨中间段对系统的各个功能进行试车，得到功能确认后，再同样在斜桥行走导轨中间段重载试车，最后带负荷试车，在试车期间高速不宜设置太大，要分步按照工艺要求确定。
五：结束语
系统调试完毕后已投入运行，从运行效果看，系统的运行稳定，完全满足工艺要求，得到了用户的好评。
参考文献：
[1] 张燕宾 变频调速应用实践 机械工业出版社
[2] ATV71变频器编程手册
[3] ATV71 MODBUS PLUS通信卡用户手册
