《1336PLUSⅡ变频调速在选矿生产过程中的应用(doc7)lyo》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1336PLUSⅡ变频调速在选矿生产过程中的应用(doc7)lyo（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、罗克韦尔尔自动化化 13336PPLUSS变频调调速在选选矿生产产过程中中的应用用变频调速速在过程程控制中中具有广广泛的应应用前景景。由于于变频调调速的调调速范围围宽、动动态响应应快、并并且具有有较高的的控制精精度，故故在生产产过程闭闭环控制制中，已已经被普普遍采用用。尤其其是以往往控制回回路中采采用调节节元件如如调节阀阀作为执执行机构构时，大大都可以以被“变变频器+电机+泵”取取代。这这样做的的好处：（11）大大大节省电电能（2）避避免了调调节阀维维护和更更换费用用（33）使控控制指标标更加稳稳定和精精确。在变变频器的的选型设设计中，应应根据现现场的具具体工艺艺情况和和工程特特点，选选择合适
2、适的变频频器及其其相关的的附件，这这样做不不仅合理理地控制制投资，而而且更能能够满足足生产工工艺的需需求。2. 工程程背景简简介某选矿矿厂在进进行自动动化系统统改造前前，其222台焙焙烧矿石石的竖炉炉（煤气气加热炉炉）的进进风口鼓鼓风机的的电机没没有调速速装置，电电机（其其功率基基本为445KWW）处于于工频运运行状态态。煤气气燃烧状状态只靠靠手调加加热煤气气量来保保证；77个系列列磨机的的电振给给矿机的的给料量量的控制制是通过过调节其其振动频频率来保保证的（下下料量很很不稳定定）；77个系列列旋流器器给矿压压力的控控制是通通过调节节旋流器器给矿泵泵（其拖拖动电机机功率基基本为775KWW）出
3、口口管路上上的阀门门开度大大小来控控制的；5台浓浓缩机底底流管路路内矿浆浆度的控控制是通通过调节节其底流流泵（其其拖动电电机基本本为1115KWW）出口口管路上上的阀门门开度大大小来实实现的。由于没有自动化系统，在控制方式上只能靠手动调节。这不仅影响到生产工艺指标的实现，而且由于采用“电机+风机/泵+调节阀”调节方式，造成浪费电能并且调节阀维护、更换费用较大。总之，以往的调节方式使得生产工艺指标很不稳定，生产运行方式很不经济。3. 变频调节控制方案说明我们在对该选矿厂进行自动化系统改造后，通过采用“变频器+电机+风机/泵”方案，不仅能够稳定控制住生产工艺指标，而且节能效果明显。本选矿自动化系统
4、中，共使用变频器50台。其中用于竖炉鼓风机风量调节的变频器22台，用于磨机给矿机给矿量调节的变频器16台（给矿机改为皮带给矿机，其电动滚筒功率为2.2KW），用于旋流器给矿压力调节的变频器7台，用于浓缩机底流浓度调节的变频器5台。控制方案说明如下：1）通过使用变频器对鼓风机拖动电机的调速，完成22台竖炉进风量的调节，进而完成空/燃比控制。2）通过使用变频器对给矿机电动滚筒的调速，完成磨机给矿量的恒定闭环控制。3）通过使用变频器对旋流器给矿泵池泵拖动电机的调速，实现旋流器给矿压力的闭环控制。4）通过使用变频器对浓缩机底流泵拖动电机的调速完成浓缩机底流矿浆浓度的闭环控制。4. 变频器系统选型配置与
5、设计方案变频器系统选型配置与设计总的原则为:在保证生产工艺要求并保证生产安全、稳定的前提下，尽量节省投资。1）变频器类型的选择考虑到该选矿生产过程使用的变频器都用于对生产工艺过程的回路控制，在生产工艺制上最终控制指标为：温度、给矿量、压力、浓度、生产指标。该过程控制对变频器的质量、可靠性要求较高，但对变频器本身的性能指标要求不高。变频器具有普通的U/f控制等功能即可以满足生产要求，并不需要使用磁场定向矢量控制高性能型变频器。故在变频器选型设计上，选择了ROCKWELL 1336PLUS变频器（该种变频器为全数字、交-直-交电压型、具有组网通讯功能，在控制方式上具有V/F控制和无传感器矢量控制两
6、种控制模式），而没有选用ROCKWELL 1336IMPACT、 1336FORCE磁场定向控制高性能型变频器。2）变频器容量的选择变频器容量的选择首先考虑了电机功率、电机在正常工频运行情况下的实际电流大小以及电机的负载类型（皮带给矿机为恒转距类型负载，该鼓风机、泥浆泵为风机/泵类型负载），来作为选择变频器的容量的主要依据。同时综合考虑了变频器安装地理位置的海拔高度（该选矿厂海拔1600M），及安装场所（电磁站内）的环境温度，以及变频器为封闭式且采用柜内安装等因素来适当放大变频器的额定容量。3）变频器电网侧元件的选择由于变频器的整流侧使用的可控硅功率器件，故在变频器的进线侧选择快速熔断器进行短
7、路保护。另外，根据工程现场的供配电情况，在变频器的进线侧都选用了进线电抗器。4）变频器负载侧元件的选择工业现场中，变频器安装地点一般远离电机,即变频器的出线动力电缆长度较长。本工程中使用的变频器出线电缆长度大多在100米以上。以竖炉鼓风机电机为例，其变频器和电机之间连接的动力电缆长度见表一：由于于由变频频器给电电机供电电时，线线电压为为方波而而非正弦弦波，该该电压波波形在电电动机终终端处叠叠迭加，称称为反射射波现象象。该现现象在变变频器到到电机之之间动力力电缆较较长时将将发生。反反射波现现象会降降低电机机的绝缘缘寿命。RROCKKWELLL变频频器使用用外加输输出电抗抗器或电电机终结结器（TT
8、ermminiiterr）电器器元件来来将反射射波电压压限制在在电机绝绝缘允许许的范围围之内。对对于变频频器出线线电缆特特别长的的情况，可可以选用用ROCCKWEELL的的长线驱驱动器（LLLD），其其可以允允许使变变频器出出线电缆缆长度在在10000米之之内。在实实际的选选型设计计中，综综合考虑虑了变频频器出线线电缆长长度、非非铠装电电缆、电电机的绝绝缘等级级等因素素，在大大多数变变频器的的出线端端接入了了输出电电抗器，少少量变频频器的出出线端接接入了电电机终接接器12204TFBB2。对对于变频频器出线线电缆特特长的情情况（如如2077米），选选用了LLLD产产品。 55）变频频器一对对二
9、电机机传动方方案的设设计选矿厂厂使用的的旋流器器给矿泵泵每个生生产系列列为二泵泵互备使使用生产产方式（共共7个系系列），每每台浓缩缩机底流流泵亦为为二泵互互备使用用生产方方式（共共5台浓浓缩机）。考考虑到旋旋流器给给矿泵、浓浓缩机底底流泵功功率较大大，其拖拖动电机机单机功功率分别别为755KW、1115KKW。如如果对每每台电机机都配置置一台变变频器，则则一次性性投资较较大。另另外，从从生产工工艺上看看，这种种变频器器与电机机一对一一配置方方式也不不十分必必要。故故在电机机传动方方案上采采用了一一台变频频器分时时控制两两台互备备电机的的方案，这这里称“变变频器一一对二电电机传动动方案”。 针对
10、本本工程，使使用此方方案可以以节省投投资1000多万万元。该该方案的的电气主主回路原原理如图图一。从从图中可可以看出出该方案案将电器器元件安安装到一一个电气气柜中，这这里称“变变频切换换柜”，变变频器和和电抗器器装到变变频器柜柜中。在在该方案案的电气气二次回回路设计计上，通通过安装装在现场场操作箱箱上的转转换开关关实现接接触器KKM1-KM55的开闭闭选择，实实现四种种电机控控制方式式选择：停机、非非变频手手动控制制、变频频手动控控制、PPLC控控制模式式。其中中电机非非变频运运行控制制模式（工工频运行行）在手手动和PPLC控控制模式式下都可可以实现现，从而而保证在在变频器器故障的的情况下下，
11、电机机能够继继续运行行。 使用用该方案案应注意意以下几几点：两两台互备备电机应应功率相相同或接接近；生生产工艺艺上应允允许变频频切换柜柜短时停停电检修修；在通通过PLLC或手手动控制制变频器器时，应应避免带带负荷分分断变频频器出线线侧的接接触器，这这可以延延长该接接触器和和变频器器的使用用寿命。 6） 变频器器与控制制器之间间的通讯讯方案的的设计由于于该选矿矿厂自动动化系统统中使用用的变频频器较多多，并且且都是参参与生产产过程控控制闭环环调节的的。变频频器的运运行状态态及起停停命令及及其频率率给定都都是通过过其所属属的各个个控制站站（PLLC）来来下达的的。但由由于变频频器安装装的物理理位置比
12、比较分散散（共分分散在77个电磁磁站内），并并且变频频器安装装位置到到与其相相关的控控制器（PPLC）的的安装位位置距离离较远。如如果通过过硬线（最最长电缆缆长度在在3000米左右右）完成成变频器器与控制制器之间间的信号号联系将将有很多多缺点和和不足：需要大大量的施施工材料料并加大大施工的的工程量量；控制制站获得得的信息息量小，对对变频器器的状态态监视能能力减弱弱；在信信号的长长距离传传输时，恶恶劣的工工业现场场环境会会对信号号产生干干扰，进进而会影影响到变变频器的的稳定、准准确、可可靠运行行。考虑虑到以上上几种因因素，在在控制器器与变频频器之间间的信号号联系上上，采用用ROCCKWEELL公
13、公司的设设备网通通讯方案案完成。该该方案不不仅节省省了模拟拟量、数数字量信信号电缆缆，并且且实现了了全数字字通讯，充充分发挥挥了控制制系统的的优势，最最终实现现了对控控制站对对变频器器的智能能化监控控。变频频器系统统通讯方方案框图图如二： 该选选矿自动动化系统统控制器器采用的的是ROOCKWWELLL公司的的Conntroolloogixx系统。变变频器113366PLUUS与与之组网网通讯有有多种办办法,其其中典型型的有: CoontrrolNNet通通讯、DDeviiceNNet通通讯、RRS2332/RRS4222/RRS4885通讯讯。在本本设计中中根据实实际情况况，采用用了 DDev
14、iiceNNet通通讯方案案。DeevicceNeet设备备网是采采用CAAN总线线协议的的典型的的设备级级网络，其其一个网网段的通通讯距离离为5000米。其其具体实实现如下下：在相相关的CConttrollloggix控控制站机机架的插插槽上加加入一块块17556-DDNB通通讯模块块，在每每台变频频器上都都加入一一块13336-GM55通讯模模块。通通过通讯讯电缆114855-P11-A5500将将相关的的变频器器13336-GGM5通通讯模块块串接在在一起，最最终接到到相关控控制器的的17556-DDNB通通讯模块块上。通通过Coontrrolllogiix系统统对变频频器进行行组态和和
15、通讯，完完成控制制器与变变频器之之间的通通讯。 55. 变变频器在在选矿厂厂的应用用效果经过过一年多多来的工工业运行行表明，该该选矿厂厂自动化化系统中中变频器器选型配配置合理理，运行行稳定可可靠。即即满足了了生产工工艺的要要求，又又有效控控制节省省了投资资。1）回回路控制制效果工业业运行证证明，RROCKKWELLL13336PPLUSS变频频器的动动态性能能、精度度和启动动力矩等等特性完完全可以以满足选选矿生产产自动化化过程控控制的要要求，达达到预期期的控制制效果。图图三给出出了5#浓缩机机底流浓浓度控制制曲线。从从中可以以看到较较好的控控制效果果。2）节节能效果果在在选矿进进行自动动化改造
16、造前，采采用“电电机+泵泵+调节节阀”方方案进行行对旋流流器给矿矿压力、浓浓缩机底底流浓度度的调节节，在调调节过程程中由于于电机的的转速是是不可变变的，因因此很多多能量都都消耗到到阀门上上，造成成电能的的浪费。阀阀门的开开度越小小，浪费费的电能能越多。采采用“变变频器+电机+泵”方方案后，电电动机的的速度由由原来的的不可变变变为可可调，电电动机根根据控制制调节的的要求实实时地调调节转速速，加之之泵类负负载电动动机的轴轴输出功功率P与与电动机机转速nn的立方方成正比比，因此此节能效效果比较较明显。经经过长期期的工业业运行证证明了这这一点。如该选矿厂某浓缩机底流矿浆管路浓度采用“电机+泵+调节阀”调节时，电机原工频运行时输入功率在98KW左右，其泵管路上的阀门开度在30%左右。采用“变频器+电机+泵
