江阴兴澄特种钢铁有限公司 江苏江阴 214400
摘要：本轧钢厂在加热炉工艺和粗轧工艺中间设置了高压水除磷，主要原因是钢坯在高温环境下，表面形成了一层氧化铁皮，这层氧化铁皮通过轧制直接影响了钢坯表面质量，同时氧化铁皮也会造成轧辊的磨损，高压水除磷设备通过向钢坯表面喷射高压水，除去钢坯表面氧化铁皮，确保了钢坯表面质量。本文主要讲述了ACS800变频器在除磷水站项目中的应用，同时也分享了作为项目负责人在处理电气故障时的一些心得，请同行多多指导。
关键词：除磷水站、变频器控制、变频器排故
1前言
在此高压水除磷项目中，为了防止水泵坏造成长时间的停机，设置了四台高压除磷水泵，确保了一台水泵的备用，根据钢坯规格的不同，通过投入水泵的数量和变频转速的设置，使得除磷压力值能够在较大的范围内进行调整，确保了除磷工艺的执行，同时也大幅度降低了能耗。除磷水站处设置了西门子PLC300从站，通过DP网络与西门子PLC400主站相互连接，西门子PLC400主站通过光电转换，通过光纤介质传递至传动柜，再通过光电转换，转换成DP网络连接四组传动柜，形成控制的物理连接。
2变频器简介
在此高压水除磷项目中使用了ABBACS800系列变频器，相对于其他品牌的变频器，主要特点是DTC技术，相对于传统的标量控制方式，DTC的控制较为简单，能够在没有编码器反馈或者测速电机反馈情况下对电机进行精确的控制，特别适合使用在泵类电机上，此次高压除磷水泵电机控制使用了该型号变频器。通过物理线路连接后，在变频器参数中输入电机的主要参数：频率、额定电压、额定电流等，在99.04选择电动机控制模式为DTC控制模式，然后对电机进行IDRUN操作，通过此操作，监控电路监视电机的反应，从而建立了准确的电机数学模型，此识别过程时间较短，只需要几分钟时间就可以完成，使得控制更加方便。本人觉得辨识励磁IDMAGN调试更为方便，大多数场合都能够使用，IDRUN的使用由于控制器的型号限制了，有时候需要连接电脑才能够完成。辨识励磁IDMAGN只需要控制面板上打成本地控制后，按启动运行该模式，电机在零速下励磁20至60秒后就能够计算出电动机的相关模型参数。
3主PLC站与变频器和从PLC站交互
首先需要对PLC进行组态，组态后对变频器和PLC进行断电，把RPBA-01通讯板插入到RMIO板下端插槽内，制作一根两端带DP插头的DP电缆，一端插入到CPU414-3PN/DP的DP插槽内，一端插入到RPBA-01通讯板的DP插槽内，在传动面板上，设置98.02和98.07参数，激活RPBA-01通讯板，选择传动单元的通讯协议，启动软件，打开硬件组态设置，在软件选项中选择安装GSD文件，选择ABB_0812.GSD，在DP硬件配置中添加从站（传动ABB的设置名称）站号，通讯速率和相关的配置文件和DP主站相同，ABB传动装置名称可以在参数97.01中定义，只能通过DriverWindow软件PC设置，相互对应后选择PPOType4，使用6PZD区域传输，PLC发送控制字、频率设定值到从站，同时从站返回状态字、实际值到主站。在DP从站属性工作站点参数中Operationmode中选择VendorSpecific。设置完毕后把硬件重新下载到PLC中。
和变频器一样对PLC硬件进行配置，添加除磷高压水站S7-300从站，主站和从站之间的数据交互，可以通过SFC14和SFC15完成。利用SFC14从主站读取数据，利用SFC15把数据发送给主站，同样的道理，主站可以规划出相对于的数据完成对从站数据的存放和发送。
4现场相关数据的采集
为了对高压除磷泵进行控制，并确保水泵的安全运行，根据生产相关工艺要求，对水泵进行一下参数的采集：水泵进口阀开启状态、水泵出口阀开启状态、润滑泵运行状态、润滑压力大小、润滑温度、进口水量压力大小、高压出口压力大小、水泵电机风机运行状态。其中润滑泵运行状态和水泵电机风机运行状态通过增加辅助触点方式完成采集。水泵进口、出口阀开启状态通过接近开关对阀门手柄状态进行检测。润滑压力、入口压力、出口压力是通过压力开关进行检测，为了确保更加详细的监控，选择了两组数字量和一组模拟量的压力开关，分别设置为压力超低、压力超高和模拟反馈值。这些现场采集数据直接参与了水泵启停条件控制。
5变频故障处理
当变频器发生故障时，会在控制面板上显示出故障代码，可以通过传动手册查找代码得到相对应的检查排除方法。
由于高压水除磷泵是大电机，所以把电机后风机作为监控主要对象接入到传动中，一旦风机发生跳电或者故障，传动装置会报轻故障，用来提示维护人员进行处理。
自高压水除磷项目维护后，一共有以下几起变频故障。
变频器站点丢失故障，报通讯故障，由于高压水站水泵变频器是通过DP网络连接，并且通过DP网络和PLC进行连接，先对PLC的硬件组态进行在线查看，或者在CPU故障诊断中查看丢失站点，对故障站点的DP插头拆开进行检查，查看接线是否正常，按照DP插头接线规范进行检查，检查紧固接线螺丝是否紧固，DP电缆屏蔽层是否接好，同时查看终端电阻在ON还是在OFF状态，用万用表测量终端电阻值是否正确，通过打终端的方式判断DP线是否通断，检查完毕后，确定物理连接正常，接下来就是DP网络配置问题，一般DP配置过一次后通讯正常就不会有太大问题，主要检查变频器的DP插头RPBA通讯板，查看供电是否正常，是否有故障灯在闪烁，当DP通讯不通时，会闪烁黄灯，当没有任何指示时需要对该通讯板进行更换，当更换完通讯板后故障仍有，需要对变频器的RIMO主板进行更换。
风机故障造成的变频器轻故障，由于水泵电机是大电机，需要通过外置独立风机对其进行冷却，并且液压站通风性较差，液压泵等运行功率较高，产生的热量较多，一旦风机由于故障停止运行会对水泵电机造成较大的影响，所以需要把风机的反馈信号加入到变频器其他故障的编辑中，取风机开关的辅助触点作为反馈点，一旦风机开关跳电，传动报电机风机故障，提示操作人员通知电气人员进行及时处理，确保水泵电机的正常运行。
变频器报堵转故障，可以根据现场实际情况对堵转进行编辑，确定过转矩的大小设定，确定过转矩后经过多长时间报堵转故障。修改传动参数的前提是确保现场不存在机械式故障，当存在机械式故障原因，需要对电机的物理传动进行全面的检查，判断是电机轴卡死还是齿轮箱卡住等，此类故障一定要在现场查看电机状态，发现电机有憋劲或者喘振情况时，需要及时停机对电机进行检查，防止较大事故的发生。
6结束语
通过除磷水站项目的新建，让我学习到了很多的变频方面的知识，特别对我这样的老电工而言，受益匪浅，学习到了西门子PLC主站和PLC从站的硬件连接和交互通讯方式，学习到了ABB传动和PLC交互通讯知识，学习到了变频器参数等设定，学习到了水泵启停控制的相关编程。我会更加深入学习，结合之前现场维护的经验，对除磷水站进行更好的维护。
参考文献：
（1）林倩影，张桂香.OPC技术在ACS800多传动变频器通讯中的应用[J].电气传动，2008.
（2）北京ABB电气传动系统有限公司.ACS800标准控制程序7.x固件手册[Z].2010.