一、前言
　　
　　武鋼集團鄂鋼公司電爐煉鋼廠于2002年9月建成投產(chǎn)，全線自動化程度高，按區(qū)域劃分為一座60噸CONSTEEL電爐、一座70噸精煉爐和一臺四流小方坯合金鋼連鑄機。全線共有9套S7-400PLC、7套S7-300PLC、12套S7-200PLC、30套6SE70系列書本型變頻器、18套MM4系列變頻器被投入使用。本文主要介紹6SE70系列書本型變頻器在連鑄區(qū)域特別是在兩臺中包車上的應用及改進情況。
　　
　　二、連鑄區(qū)變頻器的使用情況
　　
　　連鑄區(qū)域分為公用部分和各流部分。
　　
　　因生產(chǎn)工藝對相關設備的調速需求，同時根據(jù)控制系統(tǒng)的要求以及受主控室面積的限制，公用部分的大包旋轉臺、兩臺中包運輸車、出坯輥道，以及各流部分的振動臺、拉矯機、中間輥道、運輸輥道均使用6SE70系列書本型變頻器，并通過ProfibusDP網(wǎng)與各自區(qū)域的S7-400PLC交換信息。整個連鑄區(qū)域變頻器的使用量大，且與PLC之間的數(shù)據(jù)交換量大。因為使用了ProfibusDP網(wǎng)，不僅節(jié)省大量的數(shù)字、模擬量輸入、輸出模板，還降低了電纜的敷設費用，縮短了工期。特別是6SE70系列變頻器的BiCo功能的靈活性在本項目連鑄區(qū)的變頻器的應用中得到了充分體現(xiàn)。
　　
　　1)、BiCo功能和“FreeBlock”在用戶自定義功能中的使用
　　
　　BiCo功能的作用就是利用變頻器基本軟件中的開關量連接器和連接器對開關量的數(shù)字量的輸入輸出信號和模擬量的輸入輸出信號按需要進行分配，以實現(xiàn)相應的控制，使變頻器具有簡單的控制系統(tǒng)的功能。變頻器基本軟件中有大量的可由用戶定義的“FreeBlock”，利用它們可實現(xiàn)簡單的邏輯控制、字到位的轉換、位到字的轉換、計算、定時，結合BiCo功能，可由用戶自定義4種故障等功能，擴展了變頻器的應用范圍。在本項目中，CUVC板、EB2板的輸入輸出信號的功能的定義，電動機軸上抱閘的邏輯控制，PLC傳送到變頻器的由用戶定義的控制字的字到位的轉換，以及變頻器進線開關跳閘的故障定義等，均使用了BiCo連接和“FreeBlock”功能。
　　
　　2)、投產(chǎn)后變頻器的使用效果
　　
　　投產(chǎn)后的一年間，變頻器本身的運行情況穩(wěn)定，除去機械設備、電動機和電纜出現(xiàn)問題而造成變頻器故障跳閘外，日常僅對變頻器作定期清灰工作，維護量很少。隨著時間的推移，變頻器自身也陸續(xù)出現(xiàn)了一些問題，主要反映以下兩個方面：
　　
　　(1)變頻器的損壞
　　
　　這類故障主要是功率元件損壞，從損壞部位的現(xiàn)象看，并結合其他同類型企業(yè)的變頻器的使用情況分析，灰塵引起的短路占大多數(shù)。
　　
　　(2)上電后即報F011、F026、F029等故障且不能復位
　　
　　zui終解決方法是將CUVC板拔出后再插入，或者在這種方法無效時將變頻器拆下，清除內(nèi)部灰塵后即可消除故障。出現(xiàn)這類問題的主要原因仍然與灰塵有很大的關系。
　　
　　變頻器受外部因素影響而出現(xiàn)的故障幾率要遠大于變頻器本身的故障幾率，因此確保變頻器的工作環(huán)境符合要求對其安全運行是非常重要的，在變頻器使用手冊中也特別提到這一點。但工礦企業(yè)中又很難消除灰塵對變頻器的影響，特別是6SE70系列書本型變頻器電路板大量采用貼片元件，一方面縮短了器件之間的距離，減少了變頻器的體積，節(jié)省了電控柜內(nèi)的空間，但另一方面又降低了變頻器在較差環(huán)境下的耐受能力。為此我們在投產(chǎn)后采取定期用干燥的壓縮空氣對變頻器進行清灰的方法來解決這一問題，但仍然出現(xiàn)因灰塵引起的變頻器故障，在開蓋檢查時發(fā)現(xiàn)電路板上仍有很多灰塵未能清除，說明用此種方法清灰效果有限。目前我們在加強電控室的防塵能力的同時，只能分批對在線的29臺變頻器作開蓋吹灰，工作量較大。由此筆者認為提高變頻器內(nèi)電路板的抗灰塵能力以及在變頻器的現(xiàn)有結構基礎上增加一些便于在線清灰的措施，如將變頻器蓋板改為側開方式，將有助于在線清灰，對6SE70系列書本型變頻器的可靠運行是非常有益的。
　　
　　三、提高中包車變頻器系統(tǒng)可靠性的方案及效果
　　
　　為了增強電控系統(tǒng)在突發(fā)事件下的可靠性，并結合系統(tǒng)現(xiàn)有的結構，我們在連鑄兩臺中包車的電控系統(tǒng)上作了細微的改進，由此也顯現(xiàn)出該套系統(tǒng)的靈活性。
　　
　　1)、原中包車系統(tǒng)的構成
　　
　　連鑄兩臺中包車為斷續(xù)工作制，操作方式、功能和電控系統(tǒng)*相同，除必要的的聯(lián)鎖外，彼此互相獨立。變頻器系統(tǒng)設計時，其中的功能得到了很好的利用，但從現(xiàn)場的角度看，其在緊急情況下的應對能力有待提高。
　　
　　2)、改進后的中包車系統(tǒng)
　　
　　(1)系統(tǒng)狀態(tài)的定義
　　
　　正常狀態(tài)：電控系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)，變頻器控制各自中包車的電動機。
　　
　　應急狀態(tài)：當一臺中包車的變頻器或者現(xiàn)場操作箱出現(xiàn)故障時，需用另一臺中包車的變頻器或操作箱來替代控制這臺中包車。
　　
　　(2)實施方法
　　
　　首先，利用參數(shù)P362、P363、P364將變頻器已經(jīng)調試完畢的BiCol數(shù)據(jù)組中的電動機數(shù)據(jù)組、BiCo數(shù)據(jù)組、功能數(shù)據(jù)組復制到BiC02數(shù)據(jù)組中。利用變頻器軟件中的兩套BiCo數(shù)據(jù)組，正常狀態(tài)時使用BiCol數(shù)據(jù)組，應急狀態(tài)時使用BiC02數(shù)據(jù)組，兩臺變頻器的BiCo數(shù)據(jù)組的切換均通過一只轉換開關來完成(通過P590實現(xiàn))。兩個數(shù)據(jù)組的區(qū)別在于每臺變頻器的BiC02數(shù)據(jù)組中的P918(CBBusAddress)的值為另一臺變頻器BiCol數(shù)據(jù)組中的P918的值。
　　
　　其次，安裝兩臺三刀雙投轉換開關，在正常位時。兩臺變頻器各自控制相應的中包車電動機；在應急位時，兩臺變頻器與兩臺中包車電動機之間實現(xiàn)交叉控制。
　　
　　再次，因兩臺中包車電動機的抱閘的控制功能是利用變頻器內(nèi)部的“FreeBlock”實現(xiàn)并通過硬線與抱閘回路連接，故通過受切換BiCo數(shù)據(jù)組的轉換開關控制的兩個旁通開關，在應急狀態(tài)下使抱閘打開。
　　
　　(3)改進后的效果
　　
　　改進后，在應急狀態(tài)下有兩種操作模式：第1種，1#中包車的操作箱通過公用PLC經(jīng)ProfibusDP網(wǎng)來控制BiCo數(shù)據(jù)組已切換到BiC02的2#中包車變頻器去驅動1#中包車，1#中包車上的各種行走限位仍與正常時一樣起作用，2#中包車也如此。第2種，1#中包車的控制源在原來的基礎上增加了一個，即在應急狀態(tài)下，只將三刀雙投轉換開關切換至應急位，2#中包車變頻器的兩套BiCo數(shù)據(jù)組仍然為BiCol，使用2#中包車的操作箱通過公用PLC經(jīng)ProfibusDP網(wǎng)控制總線地址未改的2#中包車變頻器去驅動2#中包車，但此時1#中包車上的各種行走限位將不起作用，操作工須人工對中包車定位，2#中包車也如此。
　　
　　2005年7月，在開往澆鑄位的途中，1#中包車變頻器整流回路短路損壞，在確認電動機回路正常后，使用應急功能，很快使1#中包車運行到位，避免了大包鋼水、中包耐材溫度過多的下降給生產(chǎn)帶來的負面影響，可見改進后的效果良好。
　　
　　四、結束語
　　
　　此次改進是結合了6SE70系列變頻器便利的功能和ProfibusDP網(wǎng)絡的靈活性，改動量比較少且簡單，但所起的作用確實很大。在不同的地方，對變頻器的要求可能不一樣，關鍵在于能否因地制宜，有針對地的完善系統(tǒng)，來保證變頻器及變頻器系統(tǒng)能安全、可靠地服務生產(chǎn)。