6ES73231BH010AA0西門子S7-300數字量模塊

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1 整定快速開關

1.1  6脈動兩臺裝置以并行接口并聯方式整定快速開關（以下簡稱快開）。

以保護直流電動機為目的，防止電樞回路流過不可預期的大電流，在裝置和電機電樞回路中間設計安裝適當容量的直流快開。快開的整定在整個驅動動設備調試過程當中是一個非常重要的環節。較為準確的快開整定值在提升機電控系統日常運行當中具有重要的現實意義。

1.2  確定快開整定值

依據項目原始設計的提升大件力圖，如圖1-1所示，計算出電動機大啟動轉矩，得到過載倍數為1.6倍，1836A×1.6=2937A，那么快開跳閘整定值設置為3200A。也就是說當電樞回路出現大電流達到3200A時快速開關立即跳閘，切斷電樞回路的大電流，驅動裝置同時封鎖脈沖。

圖1-1設計提升機力圖

1.3  快開整定方法

現場調試當中，快開整定方法是以較小電流整定，而不應該將真實的3200A輸出到電機的電樞回路，因為快開每次在大電流跳閘后，會對快開的觸頭銀塊造成不可修復的傷害。快開的動靜觸頭瞬間切斷大電流引起的電弧產生的高溫使得觸頭表面凸凹不平，如圖1-2所示。盡管手工打磨后觸頭表面比較平整，但是凹坑無法填平，這樣減少了動靜觸頭的接觸面積，右圖是2400A跳閘后的動靜觸頭表面燒傷的情形。為了盡可能避免這種情況發生，以較小電流近似整定快開跳閘閥值的方法具有現實意義上的合理性。因為快開跳閘動作值與流過動靜觸點的電流值成線性關系，所以假定一電流值如2400A。由于從2400A到3200A（真實跳閘閥值）在機械設定旋鈕上對應4齒，也就是說每齒對應200A。

 圖1-2快開主觸頭  

1.4  相關測試參數

驗證快開跳閘設定閥值；設置參數P50601.02=P2900, 閉合快開，啟動并聯裝置，設置參數P2900，并且電流給定值以10%的步長實施。由于在這個電流給定過程中，包括并聯裝置、電機電樞、快開、動力電纜、整流變壓器、進線斷路器等設備都將經受電流從小到大的負荷的過程，其中兩臺并聯裝置的輸出電流是否均衡的指標是這個測試過程的重中之重。現場調試當中記錄快開實際跳閘的電流給定值是在P2900=70%到80%的階躍當 中的發生的，也就是說，快開跳閘時的實際電流值大約是2400A上下，此數值符合快開機械旋鈕設定的預期。接下來的工作就是用細砂紙仔細打磨動靜觸頭，使得其表面平整并接觸面盡可能大。                                                                                      

后將快開的機械式整定旋鈕按順時針方向擰過4齒，如圖1-3所示，就是設定快開終的跳閘閥值3200A。這個閥值將在提升機液壓抱閘完成之后人為采取憋電流的方法進一步驗證。具體辦法這里不再贅述。         

 圖 1-3設定快開跳閘閥值

2  調整閉環參數

2.1  6脈動裝置并聯開車以手動方式調整速度環PI參數。

設置參數：P50601.02=r52134，使得雙閉環通道恢復工廠值狀態，

                    P1070=P2900，速度給定的源

                    P50225=3       速度環PI參數為工廠設定值

                    P50226=0.650

                    P50083=3  內部實際EMF

                    P400=3011   單極性HTL 4096

                    P408=4096   脈沖數

按用戶提供的編碼器型號和數據設置，可是編碼器沒有同軸安裝，而是經過1:3的齒輪增速的方式安裝。裝置啟動，P2900以5%為初始給定，并且以步長10%提速，記錄速度給定值r60, 速度實際值r63, 編碼器實際速度r61。單獨測試編碼器波形，可以看出不缺脈沖，只是脈沖頂部不太平直而已，測得波形如圖2-1所示。

                 圖2-1脈沖編碼器脈沖

從當時記錄的r61的這條黃色曲線如圖2-2來看，發現曲線存在不定時的下拉情況，當時trace掃描時間為4毫秒，不存在軟件設置問題。

                                      2-2脈沖編碼器STARTER中R61

就在這種情況下，調整速度環PI參數，發現r63≈r60, 但r61差別太大，并且r61和r63之間在各種轉速下都不成比例。如圖2-3所示。

                                    圖2-3脈沖編碼器專家列表中r61[0]

反復調整相關參數，無法使得r61與r63極性*且大小相近，某些情況下甚*性相反，如圖2-4所示。更換相鄰的編碼器測試，結果與之前編碼器情形相似。

                                           圖2-4脈沖編碼器專家列表中R61-2

由于編碼器安裝方式存在缺陷，比如沒有同軸安裝，還有1:3齒輪咬合不緊密，當電動機轉速突變時存在踩空現象。

這兩種情況在現場沒辦法改變，只有試圖通過改變參數加以應對。實驗多組參數設置之后，后設置P400=3009（1024 HTL  A/B unipolar）和P408=1024 才使得r61≈r63≈r60。然后采用編碼器作為速度反饋方式，如圖2-5所示，記錄的r61（黃色曲線）和r68（綠色曲線、電流實際值的值）的曲線，從中可以發現速度實際值和電流實際值的振幅都偏大，電流實際值在電機空載情況下已經達到了40A，正常情況是不超過20A才對。論其根源在于編碼器的安裝效果決定速度電機運轉效果，因為無論速度環參數如何調整都無法改善速度控制精度，同時導致電流內環的振幅無法消減，所有這些簡單從編碼器的安裝效果看得出來，比如不管是在低速還是在高速運轉，可以觀察到編碼器存在明顯的晃動。空載期間建議用戶更改編碼器安裝方式為同軸安裝效果好。

                                                         圖2-5空載電流曲線

2.2  第二組6脈動并聯裝置的調試

基于一組并聯裝置的調試過程，第二組6脈動調試工作進展順利，只是在項目樹中拷貝設備時修改DP地址出現了困難，原本以為修改P918參數后就可以搜索到新設備，但是每次搜索不到，究其原因是拷貝得到的設備需要在設備屬性中兩處不同的地方修改DP地址，一個是在DEVICE addresses中，另一個是在下一欄Object address中，如圖2-27所示。這樣才可以聯機搜索到拷貝的設備。

因為第二組6脈動并聯裝置同樣需要獨立實現滿載半速運行，所以項目設計一套編碼器信號分路器，但實際測試當中發現此設備有缺陷，不能夠將編碼器輸送過來的信號正確處理，后放棄此方案，不得已采用端子改線的方式切換編碼器信號。

所有對于第二組6脈動并聯裝置的測試及調試過程以及得到的數據，與一組的情況并無二致。只是省去了電樞電流優化和快開整定的步驟。

2.3   12脈動串聯裝置的測試與調試

首先設置并行接口參數，尤其注意的是第二組6脈動并聯裝置的電流設定值取自主裝置

的 r52120，然后設置幾個重要參數，具體設置如下：

     ①  主裝置：P51814[2]=r52120 ， 電樞電流設定值，如圖2-6所示。

     ②  第二組裝置：P50500=r52701[2]，取自主裝置的電樞電流設定值。

     ③設置并模擬測試上位機發出的復位指令，主裝置P2103.0=r2090.7；   從裝置 P2103.0=r52721.8。

     ④ 事先檢查并行接口主從狀態位 r533110.0是否正確。

               圖2-6從裝置電流給定

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