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产品描述

产品规格模块式包装说明全新

6ES7350-1AH03-0AE0供应


以调度监控计算机网络系统的数据源为的继电保护信息管理系统，通过数据仓库技术集成各类继电保护二次系统信息数据源，使用方法库支持各个不同等级客户的分别应用，利用 intranet 实施数据交换，并且开放 MIS 的数据接口。可实现“三遥”数据的实时分析处理，各部门的信息交流，二次设备图形、试验的管理和事故、缺陷记录、运行状况的分析。该系统实用性强，性高，具有开放性和性。
随着微机保护装置的应用普及，继电保护二次系统的自动化水平得到不断提高。许多当前由人工处理的模拟信息转化为大量的数字信息，而技术管理人员也有许多用计算机实现的资料和试验记录文档。信息的数字化使得我们可以将不同的数据源地结合起来，形成一个化的计算机应用系统。通过综合分析数据，对设备实际运行状况加强了解，消灭故障隐患，进一步系统运行。


1　继电保护信息管理系统的实现

1.1　信息数据源的分布

二次系统所具备的信息来源可大致分为3部分：

a）由变电站微机保护装置经 RTU 发送至调度端的实时运行数据；

b）继电保护管理端（生技部门和继电保护班组）所存放的设备管理资料、各类试验记录和运行制度等；

c）其他系统中需要了解继电保护数据或可以提供继电保护有关数据和参考资料的数据源接口。

1.2　系统结构

怎样有效地将信息数据源联系起来，而对于各级用户都能予以充分利用呢?我们可以考虑以调度监控计算机网络系统的数据源为，建立图1系统。

通过数据仓库技术集成各类数据源，使用方法库来支持各个不同等级客户的分别应用，利用网络功能实施数据交换，并且开放 MIS 的数据接口，基本实现对二次保护数据资源的充分利用。

1.3　系统方法与功能

1.3.1　数据仓库和方法库

a）数据仓库是比传统的关系数据库高一级的数据组织形式，它不仅支持数据的处理，而且对于动态存储、应用程序接口、非结构化数据等方面都具有强的性能。

b）方法库是封装了一系列分析处理方法的规则库，也是应用程序软件功能的集中表现，可通过设置各用户权限来限制其对数据仓库的查询和读、写操作，维护数据的完整性，同时也限定了客户的应用范围。
1.3.2　软件应用功能

a）“三遥”数据的实时分析处理：各类二次信息的查询，和以前定检、定试记录的比较，动作时间和次数的统计，故障、事故等报警事件的指示和响应等。

b）二次设备试验的记录管理、定试预告、定值单管理、材料管理等。主要由继电保护班组人员填写，其他部门共享查询。

c）二次设备图形管理系统具备 GIS 功能，支持图形和数据库相连，直接在图形上查询参数。

d）二次设备事故、缺陷记录分析，各保护装置运行状况分析。主要是继电保护技术专责完成，其他部门共享查询。

e）设立一次设备参数接口。如电流、电压、功率因素和高压设备试验记录等，配合一次主接线图查询，可作为二次系统的辅助分析数据来源。

f）可使用电子函件和新闻公告板方便各部门间的信息交流。

1.3.3　软件开发工具

采用 Microsoft（微软）公司系列工具软件进行开发，在实用性和兼容性上都可以体现应用的性及广泛性。

1.3.4　系统建立模式

随着 Internet 的广泛应用，信息资源的利用已成为企业发展的动力。我们在建设继电保护信息管理系统时，也充分考虑这一点，要向大的外部空间提供可用的信息数据，也要从外部世界汲取各种综息，故考虑采用 intranet 模式。

2　系统特点

2.1　实用性强

针对生产运行中的实际问题，解决了二次部分各类数据源的共享和使用，特别对于继电保护技术工作人员，可以有效地进行系统分析和数据统计工作，提高保护运行水平。

2.2　性高

易于维护和升级。由于采用数据仓库和方法库。整个信息管理系统运行性不再分散于各级用户之间，而集中于网络数据库和规则库，任一客户工作站的突然损坏，也不影响整个系统其他部分的工作性能，而且恢复非常简单。对于软件开发而言，升级换代只限于方法库的改变，快捷方便。

2.3　开放性和性

数据仓库技术使得数据源的来源加广泛，使用加方便，易于和 MIS 等系统接口。系统的构造结合了 Internet/intranet 模式，具有良好的应用前景。

3　结束语

现在各个发供电企业的 MIS 系统建设已普遍考虑采用 Internet/intranet 模式，因此在建设企业内各个子信息系统时也应采用这种模式，以统一系统的规划及数据的流动，使企业能充分利用各种信息资源推动自身的发展 。

 游览车来说，舒适为要求，因此要求变频调速装置性能优良、性高。本文将通用变频器用于高架单轨车的调速传动系统，对车辆起动、变速及稳速控制等技术问题作了分析与解决。
系统方案
富士FRENIC G9S变频器功能丰富，将“矢量控制”概念用于通用变频器的控制，可自动测试电动机参数，能正确地按照各种负载状况，计算电动机的输出转矩，根据计算控制电压、电流矢量。
游览车电源电压为三相380V，是由铺设在轨道上的电缆母线通过碳刷供给。共有四台相同的交流异步变频电动机，分别驱动游览车的四个车轮。轨道为环形，单轨，宽450mm，全长1800m，其中上下坡长度300m，大坡度30°，共设有三站，全程运行时间约15min。电动机参数如下：额定功率为4.4kW，额定电压为380V,额定电流为11A，额定频率为40Hz,功率因数为0.76，数为4。
游览车的驱动总功率即为17.6kW，电动机总额定电流为44A。但计算可知，所用变频电动机相当于额定功率为5.5kW普通电动机，相应四台电动机总功率为22kW。由于不仅要保证游览车满载运行，当轨道前方车辆出现故障时，还能推动故障车辆继续前进，而且上坡时一旦停车能重新起动，因此变频器的容量选择合适。电动机过载倍数一般为1.8~2.5，即电动机总电流可达110A。经计算、试验，决定选用富士FRN37G9S—4变频器，其额定电流为7，过载能力：150％1min。另加制动单元选件，以连接刹车电阻，实现刹车功能。刹车电阻安装在游览车底，它由三个72Ω的电阻箱并联组成。
利用变频器的多级频率设定功能，通过设定相应的各级频率值，并由变频器输入端子X1、X2、X3输入传感器检测信号，就可方便实现游览车行驶要求的高速、中速、低速三档速度，即正常行驶时高速，进站/出站及部分弯道行驶时中速，手动时低速。
另外，用于电动机抱闸控制的变频器频率检测信号FDT是开集电输出，而非继电器接点输出，使用不便。而电源侧接触器动作命令AXl/AX2的继电器接点输出闲置，因此将变频器主控制板上AXl/AX2信号断开，而将FDT信号输入到AXl/AX2继电器的驱动电路，于是AXl/AX2即变成FDT信号的继电器接点输出。这样就省去继电器单元选件，降低系统成本，并减少故障率。
控制要求与措施
富士FRENIC 5000G9S/P9S变频器选择转矩矢量控制的条件有：一台变频器只能控制一台电动机，并只可以与同级容量或低一级容量的电动机配合。由于游览车选用的变频器系交－直－交电压型变频器，而四台电动机参数一致，同步运行。因此，如果参数设置得当，变频器可以采用转矩矢量控制方式并充分发挥其性能。
世界之窗高架游览车系统实行无人驾驶，自动运行，集中监控。在轨道和车辆上装有相应的传感器装置，自动控制车辆进站/出站、加速/减速及防护。变频器作为游览车驱动控制的，各项参数的设定要准确计算、反复调整，才能实现性能。
游览车的主要运行状态可分为：起动/加速、停车/减速、恒速及变速行驶等，对传动控制系统的要求与相应的技术措施，下面进行具体分析。
起动：为了减少起动/停车时加/减速的冲击，变频器选用S－曲线加速/减速模式，使输出频率在起动时与到达设定频率时，减速开始时与停止时按S－曲线平滑变化。这样使游览车起停非常平滑，提高了乘坐的舒适感。
如果按标准组合适配电动机，并采用转矩矢量控制方式时，变频器能用1Hz设定实现150％以上的高起动转矩。但在游览车上坡行驶途中停车重新起动试验时发现，车辆会先下滑后退，然后再加速前进，即有所谓“溜车”现象，且不论空车还是推车试验，都是如此。尽管反复调整变频器参数，仍无法此现象。
如果变频器采用V/f控制方式，也曾在现场进行过试验，结果发现，空车尚可，满载且坡度较大时则无法起动，甚至使车辆产生剧烈震动。这是由于V/f控制时，电动机起动转矩不够，当变频器输出频率按设定的加速时间逐渐增大，电动机却静止不动或者反转，而使电动机电流增大，在变频器自动加速功能作用下，变频器调低输出频率，重新加速，如此反复，造成车辆震动。可见，V/f控制方式不能满足要求。
据此分析，采用转矩矢量控制方式时，虽然有“溜车”现象，但游览车终能平稳起动，说明低频起动时变频器能够控制电动机输出足够的转矩，问题在于从变频器输入运行信号到电动机输出较大转矩需要一定的响应时间，因而在变频器起动之初，电压、电流矢量尚在调整，电动机输出转矩不够，造成车辆下滑。这对于多数重载起动情况也许并不成问题，但对于游览车，则不希望有下滑失控现象。游览车起动时原是先打开抱闸再逐渐加速的，于是利用变频器的频率检测FDT功能，设定合适的频率检测值FDTLEVEL，当输出频率过此值时，FDT输出“ON”信号，打开抱闸。这样在抱闸打开时，电动机已具备一定的驱动转矩，车辆不再下滑，从而了“溜车”现象，即使在推车及满载情况下，上坡时进行停车再起动试验，均能顺利起动。
停车：当游览车接到停车信号后，变频器按设定的减速时间逐渐降低输出频率，后停止输出。减速时间的设定应恰当，既让游客感觉舒适，又能使车辆进站时按位置准确停车。同时为了车辆与游客的，游览车减速停车后，应及时抱闸，否则上下坡停车时会产生“溜车”现象。但抱闸过程需要一定的响应时间，所以应提前发出抱闸命令，当输出频率降低到一定值尚未到OHz时，变频器即输出“零速信号”，命令电动机抱闸。“零速信号”是由变频器的频率信号FDT输出，可通过频率设定值FDTLEVEL和频率检测信号滞后幅值FDTHYSTR参数设置，即“零速信号”频率值FZERO=FDTLEVEL-FDTHYSTR，当变频器输出频率该值时，FDT（本系统亦即AXl/AX2） 输出“OFF”信号。经计算、测试抱闸响应时间，并调整设置“零速信号”频率值，使游览车减速到零的同时抱闸到位，达到理想的效果。
上坡：正常情况下，如果没有转速反馈控制，异步电动机当负载增大时，转差率增大，转速下降。但使用变频器的转差补偿控制功能后，根据电动机的额定转差率，只要设定合适的转差补偿值，当电动机负载增大时，变频器自动提高其输出频率，而使电动机转速基本不变。因此，即使游览车满载上坡，车速也能保持不变。
下坡：下坡行驶时，在车体自身重力的作用下，电动机处于发电工作状态，并给变频器直流侧的主滤波电容器充电，使电动机产生制动转矩。变频器标准能提供10％~15％的制动转矩，使用制动单元和制动电阻选件后，能提供100％的制动转矩。当变频器直流侧电压上升到一定值时，制动单元自动工作，接通刹车电阻，进行能耗制动，控制单轨游览车稳速前进。试验表明，下坡时车速稳定，即使途中停车，也能正常减速并停稳。
经过安装调试，系统顺利投入试运行，但在炎夏高温天气时，变频器偶尔会出现过热“OHl”故障而造成停车。于是将变频器的自动节能运行功能设定为有效，此功能对轻负载运行情况自动降低V/f曲线，以减少电动机的激磁电流和电动机损耗，实现节能运行，同时，变频器自身的损耗减少。连续运行时，变频器温升显著下降。
结束语
该变频调速控制系统充分发挥了通用变频器的性能，满足各项控制要求，成功地经受了高温、震动、潮湿等恶劣条件的严格考验，系统运行情况良好，并具有技术、操作维护方便、运行的优点。


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1 起重机电机参数与变频器选型
1.1 起重机主要参数：跨度：40米，起重量：60吨，起升高度：20米。要求各机构全部采用变频调速。
1.2 大车走行电机参数如下：
单台额定功率：4.0KW 电机数量：四台
单台额定电流：9.2A 额定频率速度：15米/分钟
要求速度：0～20米/分钟
1.3 小车走行电机参数如下：
单台额定功率：2.2KW 电机数量：两台
单台额定电流：5.6A 额定频率速度：10米/分钟
要求速度：0～10米/分钟
1.4 卷扬机电机参数如下：
单台额定功率：30KW 电机数量：一台
单台额定电流：63.4A 额定频率速度：2.35米/分钟
要求速度：0～3.0米/分钟
1.5 变频器的选择：
大车走行和小车走行两个平移机构采用一拖多的方式，设置V/F控制方式。根据电机总电流并留有一定余量的原则，选择大车走行变频器型号为MD320T22GB；小车走行变频器型号为MD320T7.5G；
卷扬机升降机构采用一拖一的方式，设置无速度传感器适量控制方式（SVC）。选择变频器型号为MD320T37G。
2 变频器参数设置注意事项 详细设置参数见下表。
2.1 根据现场测试经验，变频器的加减速时间设置为3～6秒比较合适，时间太短，出现过电流现象，太长则不定位；
2.2 停机方式应该设置为自由停车，在减速停机方式下，机构撞到限限位开关后，出现越过限位的可能；
2.3 在起重机控制中一定要启用F8-18的启动保护功能，即零位保护功能，否则在停电后突然来电，功能手柄没有在零位的情况下，会出现突然自动运行，造成危害；
2.4 在有些施工现场，往往电压比较低，出现大小车正运行时，卷扬机启动或周围突增其他用电负荷，变频器进入欠压保护。对于大小车平移机构可以启用F9-07的瞬停不停功能，一般就可以解决。但是对于卷扬机这种位能负载，不能使用该功能，在吊重过程中，出现负载突然下坠的可能，因为维持转矩太小，而频率又没有降到制动频率以下。要求现场增加供电容量，或采取减小电压损失的其他方法，保证供电质量。
2.5 起重机卷扬机的调速精度要求不高，设置为无速度传感器适量控制方式能满足要求，但要进行调谐，一般静调谐即可，否则变频器会出现无规律的故障报警。
起重机：型号：QLH6040-20
序 号 功能标号 功能名称 大车 小车 卷扬机 备注
1 　 　 MD320T22GB MD320T7.5G MD320T37G 变频器型号
2 F0-01 控制方式 2 2 0
3 F0-02 命令源选择 1 1 1
4 F0-03 主频率源X选择 2 2 2
5 F0-04 辅助频率源Y选择 6
6 F0-07 频率源选择 2 　 　 主X+辅Y切换
7 F0-10 大频率 70Hz 50Hz 65Hz
8 F0-12 上限频率 70Hz 50Hz 65HZ
9 F0-17 加速时间1 4S 4S 4S
10 F0-18 减速时间1 4S 4S 4S
11 F1-11 调谐选择 　 　 1 静止调谐
12 F4-00 DI1端子功能选择 1 1 1 正行
13 F4-01 DI2端子功能选择 2 2 2 反行
14 F4-02 DI3端子功能选择 12 　 　 多段速端子1
15 F4-03 DI4端子功能选择 13 　 　 多段速端子2
16 F4-04 DI5端子功能选择 14 　 　 多段速端子4
17 F4-05 DI6端子功能选择 18 　 　 频率源切换
18 F5-02 Y1功能 2 2 2 故障
19 F5-03 Y2功能 3 3 3 FDT输出
20 F8-18 启动保护 1 1 1
21 F8-19 FDT电平 2HZ 2HZ 4HZ
22 FC-01 多段速1 16HZ 　 　 5米/分钟
23 FC-02 多段速2 33HZ 　 　 10米/分钟
24 FC-04 多段速4 50HZ 　 　 15米/分钟
25 F6-10 停机方式 1 1 1 自由停车
26 　F9-07 　瞬停不停功能 1　 1　 　0
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2.6 有关变频器与机械制动的配合设置。一般设置好F8-19的频率检测值（FDT电平）即可，根据使用经验，水平平移运行机构设置为2赫兹，提升机构设置为4赫兹。需要指出的是，为，提升机构做静载、动载试验。静载试验方法：吊起1.25倍的额定载荷，离开地面10～20公分，停车不应该有溜钩现象（此处指的是机械制动动作之前）；动载试验方法：吊起1.10倍的额定载荷，离开地面10～20公分，停车稳定后再提升时，不应该有溜钩现象。以上若有溜钩现象，需要适当提高FDT值，直到不溜钩为止。同时以不溜钩为前提，FDT值越小越好。以上试验反复三次合格为准。该试验做好，能够充分发挥变频器的性能，同时也能避免溜钩的事故。
该控制系统在天津天达公司的使用现场，，一次调试合格。得到用户肯定。
3 变频器在起重机控制应用中的几点体会
3.1 关于制动组件的配置
提升机构设置制动组件是常识问题，往往不会出现问题。平移机构是否设置制动组件，常常被忽略，造成现场使用出现诸多问题。主要是三点，一是起重机的自重和起重量量大，停车惯性比较大，出现停机减电流故障；二是起重机在海边或风阻大的现场使用，出现恒电流或停机减电流故障；三是走行轨道不可能水平，在下坡运行，出现恒电流或停机减电流故障。所以建议平移机构的变频器也设置制动组件。汇川变频器30KW以下均可以内置制动单元，只要配置制动电阻就可。30KW以上的变频器按照变频器用户手册中的制动组件选型表配置。
3.2 关于抗干扰问题
变频器在起重机的控制中，如果没有设备间同步的问题，调速以模拟量无级调速，调速平稳，冲击小。但干扰源通过模拟量进入控制系统，典型的现象是减速停机过程中出现频率抖动，造成起重机整体晃动。解决的方法，将模拟量信号的屏蔽层由原接在PE端，改接在GND上，即可。请**遇到该问题不妨一试。
3.3 变频器容量的选择确定
在变频器一拖多的情况下，选择变频器一定要按照电流的原则确定，比如该起重机的大车走行中，单台电机4KW，四台电机16KW，选用18.5KW变频器好象还有余量，但单台电机的额定电流是9.2A，总电流应该是36.8A，而18.5KW变频器的额定输出电流是37.0A。已经没有多少余量了，所以选择22KW变频器应该是比较合理的。
结束语
汇川变频器在我公司起重机控制系统中的应用，已经占据主导地位，产品范围从起重量几十吨直到四百五十吨，替代了进口。实践证明，汇川变频器的性能能满足起重机控制系统的使用要求。


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