直流电控调速6RA70升级改造6RA80

摘 要：提升机直流电控系统组成可分为调速系统、控制系统、监控系统。调速系统主要由全数字调速装置和可控硅整流装置组成。

关键词：西门子全数字调速装置；6RA80；安全提升

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.163

1 调速系统两种配置

①调速装置和功率晶体管全部采用进口部件；②采用原装全数字调速装置，配置国产的可控硅功率单元。控制系统主要采用可编程控制器PLC控制柜、电源柜、操作台组成。监控系统主要是：工业计算机作为上位机，配彩色液晶显示器、彩色打印机，并配置编程及监控软件。上位机起监控提升机系统运行、报警、实现多张彩色图表显示，并具有可以随时打印输出的功能。

就调速系统配置而言，在过去的十几年多数矿井采用的是原装全数字调速装置和功率晶体管全部采用进口部件。运行多数以达十多年，进入了电气元件老化事故多发期，为减少事故的发生，应进行更换电控系统，如何去更换升级核心的部件调速装置是一个探讨的话题。从新设备资金投入及旧设备淘汰资金回收上考虑，如何以最大的安全系数和较少的资金投入是更换电控系统的一个考虑因素。

我矿使用的是德国西门子公司生产的原装6RA70全数字调速装置。已投入运行有十多年，在运行过程中出现了一套功率单元的晶体管老化击穿现象。由于西门子6RA70调速装置已经停产，配件不易购买，临时改为六脉动方式运行。联系电控厂家后，建议升级更改6RA80全数字调速装置。

2 6RA70和6RA80的区别

由于西门子6RA70的停产，再购买备件可能成本会增加很多，（随6RA70备件存量的下降，越会比较明显）在这种情况下，一个新设备就不考虑6RA70，而考虑使用新的6RA80，那么原使用的6RA70系统应该何去何从呢？首先问，6RA80可以替代6RA70吗？

从功能上比6RA70更丰富，在功能这一点没有问题。在对外接口上更没有问题，6RA80的外部接口不论是开关量点还是模拟量6RA70丰富，也可以这样说，一台6RA80它的接口数量相当于6RA70的CUD1+CUD2的数量。原来在6RA70中用到CUD2的一些接口在使用6RA80后，就不用考虑选件了。在6RA80上集成了DP通讯接口，也不需要像6RA70那样还要再选购CBP2通讯板了。PROFIBUS在替换的在有上位PLCPROFIBUS系统在替换了原来的6RA70后，上位PLC系统硬件配置需6RA70修改成6RA80才能使用。不牽扯到PROFIBUS通讯问题。

从参数结构上看，6RA80与6RA70有相近的地方，6RA80的6RA70参数，从6RA80的参数列表会发现，6RA70在前面加上50就是6RA80的参数号。也是说大部分参数是这样6RA80的参数P50+6RA70参数号，如果你6RA70比较熟悉，那6RA80同样会很快上手。

从使用体验上来看，80的调试软件STARTER比70的DriveMonitor功能更丰富，例如增加的TRACE（示波）的功能。综上所述，我矿在原来的基础上进行升级改造。

3 改造方案

改造主要针对提升机PLC控制系统和传动系统，采用PLC工艺和操作控制，同时新增加一套串联12脉动调速系统，与现用传动系统切换。

传动系统：传动系统为磁场恒定，串联12脉动主从控制方案，此次改造保持原系统的高压开关柜、整流变压器、直流快开、平坡电抗器不变。新增加一套传动系统，主要包含励磁柜、整流柜和切换柜，实现二套传动系统的手动切换。确保二套传动系统的独性、完整性和完全的电气隔离。单套传动系统故障需维修时，另一套传动系统可安全运行且不影响生产，同时故障的传动系统可方便维修。

4 电枢整流及切换系统

直流系统采用磁场恒定，电枢换向的驱动方式，控制提升机按照设计的速度图和力图运行，满足提升机运行要求。

（1）增加电枢整流柜2台，包含西门子公司6RA80全数字直流调速装置2台，装置型号：6RA8091-6DV62-0AA0，1200A，串联12脉动，主从控制。

（2）二套电枢整流系统的交流电源分别来自二台整流变压器，通过切换开关分别接入二套传动系统。切换方式：手动切换，切换开关基本参数为：AC400V，2000A.

（3）二套传动系统直流输出，通过切换开关接入电机。切换方式：手动切换，切换开关基本参数：DC400V，2500A.

（4）电枢整流系统采用编码器反馈方式，编码器脉冲通过分频板分为二路脉冲，分别接入二套传动系统（分频板最大工作频率250KHz）。测速机信号井电路板放大后分为两路，分别接入二套传动系统。

（5）设置独立的交流进线和直流回路切换柜，任何单套系统运行，不影响另一套系统维护检修。

PLC软件采用洛阳源创电器公司提供提升机控制系统专用软件，根据洛阳源创公司多年年的提升机电控系统开发和使用经验编制而成，完全能够满足矿井提升机各种工艺及功能需求，具有完善的逻辑控制、安全联锁和保护功能。

PLC控制柜配置两套PLC系统，负责提升机工艺控制及软件安全保护功能，两套PLC系统通过网络通讯交换运行数据，确保提升机的安全运行。

安全回路采取多重化设计，包括硬件安全回路及两路PLC软件安全回路，软件安全回路通过独立的继电器输出，和其它重要故障信号继电器共同形成硬件安全回路。

安全规程规定“防止过卷装置、限速装置等设置至少为独立的双线制”，过卷保护为软件、硬件的多回路保护，包括：主编码器过卷、从编码器过卷、磁开关过卷保护、机械限位开关过卷保护。超速及限速保护采用主编码器、从编码器计算速度、电气传动装置反馈速度等多路传感器采集速度信号，并根据容器所处位置实现软件、硬件的多回路超速及限速保护。

重要的安全回路保护点的状态如过卷保护、超速保护在操作台上有明显的灯指示及声光报警，上位监控系统有安全回路故障的详细指示和报警记录，方便查找故障和历史记录。

这次副井升级改造方案考虑全面，从设计到安装施工调试等全部环节进展快，现场施工3天，施工期间副井三八制间断运行，调试工作4天，调试期间新旧系统均可运行，此次改造方案实施可行。经过一年的运行，系统稳定，如6RA70旧系统出现故障可及时切换到6RA80新系统运行。两个系统正常时可以每15天切换运行，确保副井安全提升。

作者简介：崔东伟（1981-），男，山东菏泽人，本科，机电技术员，助理工程师，研究方向：煤矿机电设备安全管理自动化控制。