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1.引言

自從改革開放以來，中國經(jīng)濟高速發(fā)展，工業(yè)制造業(yè)也發(fā)展迅速，國家對電能的消耗需求非常旺盛，特別是zui近幾年，電力需求供應矛盾非常突出，所以很多大型電廠紛紛上馬，由于電廠發(fā)電每天要燃燒大量的煤，通常燃料煤用大型運輸船通過海上運輸?shù)桨?，然后通過岸上設備把煤從船艙里卸到岸上運輸皮帶輸送到中央燃燒室，通常我們用抓斗式卸船機完成這項工作，早期的抓斗卸船機控制系統(tǒng)為直流控制系統(tǒng)。但由于直流系統(tǒng)作業(yè)時對電網(wǎng)影響較大，直流電機維護成本較高，隨著交流調(diào)試技術(shù)日趨完善，所以我們在后續(xù)的項目上使用西門子AFE整流回饋單元和交流變頻器6SE70全交流控制系統(tǒng)。如江蘇南通電廠1X1500T/H卸船機，大連莊河電廠2X1250T/H卸船機。在今年調(diào)試完畢投入使用以來，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，維護簡單，節(jié)約能源。作業(yè)效率高而深受用戶好評。

但是由于卸船機抓斗抓煤時工控比較惡劣（煤的濕度，顆粒成分不一樣，對抓斗閉合時產(chǎn)生阻力也大不一樣）并且抓斗*屬于鋼絲繩牽引，同時要保證鋼絲繩受力均衡，整個系統(tǒng)控制上比較復雜，下面我們就對整個系統(tǒng)及特殊功能實現(xiàn)分開進行詳細闡述。

2.系統(tǒng)硬件構(gòu)成

下圖（圖2）為卸船機典型電控系統(tǒng)主回路圖，圖中我們采用西門子的AFE整流回饋單元整流，使用西門子6SE70系列矢量控制調(diào)速裝置進行電流逆變驅(qū)動各機構(gòu)電機。

如圖2所示，我們通過一個三繞組主變壓器給兩個整流回饋裝置AFE裝置能根據(jù)負載工作情況主動調(diào)整功率因素使其恒接近為1，且無常規(guī)整流器通常無法避免的換相豁口，zui大限度的減少對供電電網(wǎng)干擾，同時又能有效的將再生能量回饋回電網(wǎng)，節(jié)約能源，系統(tǒng)中兩個AFE裝置同時給公用直流母排供電，公用直流母排上掛接起升，開閉，大車，小車（俯仰共用）機構(gòu)逆變器，各機構(gòu)逆變器分別驅(qū)動相對應機構(gòu)電機。

注意這種情況下為保證兩個AFE提供能量一致，負擔平衡，通常我們會把*個AFE實際電流送給第二個AFE電流給定實現(xiàn)AFE電流平衡。

對于抓斗部分，整個機構(gòu)由四根鋼絲繩牽引控制，兩根為起升鋼絲繩分別纏繞在升卷筒1，2上由起升機構(gòu)電機控制，兩根為開閉鋼絲繩分別纏繞在開閉筒3，4上由開閉機構(gòu)電機控制（如圖3所示）。

通過用速度編碼器采集實際電機速度反饋與速度給定形成閉環(huán)控制。此時，抓斗速度由自身手柄速度給定控制。

當抓斗上升，下降時，速度同步指令使能，雖然開閉手柄速度為零，但開閉驅(qū)動器速度輸入通道同時接受起升機構(gòu)通過SIMOLINK傳輸過來的起升速度值，即此時起升，開閉驅(qū)動器速度給定值一樣，通過各自速度閉環(huán)后，實際速度保持一致，從而到到速度同步。

同時，電流平衡指令使能，起升驅(qū)動器將起升電流給定值（在速度調(diào)節(jié)器后端，電流調(diào)節(jié)器前端）通過SOMOLINK光纖傳給開閉驅(qū)動器，在開閉驅(qū)動器中，將傳輸過來的起升電流值與開閉自身電流進行比較，差值作為一個用戶自定義PID調(diào)節(jié)器輸入進行PID調(diào)節(jié)積分（調(diào)節(jié)器增益，積分參數(shù)需在現(xiàn)場調(diào)整），調(diào)節(jié)器輸出值進入開閉驅(qū)動器速度調(diào)節(jié)器，當起升電流大于開閉電流時，PID調(diào)節(jié)器輸出為負值，開閉速度調(diào)節(jié)器輸入增加一正量，導致速度調(diào)節(jié)器輸出增加，及開閉電流增加，當開閉電流增加到與起升電流相同時，即此時PID調(diào)節(jié)器輸入為零，輸出為恒定，此時開閉電流保持恒定與起升電流一致。反之，當起升電流小于開閉電流時，PID調(diào)節(jié)器輸出為正值，開閉速度調(diào)節(jié)器增加一負量，導致速度調(diào)節(jié)器輸出減少，及開閉電流減少，當開閉電流減少到與起升電流相同時，即此時PID調(diào)節(jié)器輸入為零，輸出恒定，此時開閉電流保持恒定與起升電流一致。所以，在PID調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)下，起升，開閉電流一直保持平衡，從而實現(xiàn)電流平衡功能。

4結(jié)束語

在大部分起重設備中，由于抓斗卸船機上抓斗控制的復雜性對電控系統(tǒng)的設計，PLC程序的編寫及驅(qū)動器參數(shù)的設置有著較高的要求，同時也需要現(xiàn)場人員的良好的調(diào)試技巧，在通過對卸船機電控系統(tǒng)的設計調(diào)試中，使人對西門子AFE整流裝置，6SE70變頻調(diào)速裝置功能及性能有了更深的了解與掌握。
 

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