西门子电机1FL6034-2AF21-1AA1

西门子电机1FL6034-2AF21-1AA1

使用西门子交流调压调速装置及PROFIBUS网络控制．对桥式起重机的行走和起升机构进行调速与监控，并获得平滑的调果，减小机械部件的冲击。降低了桥式起重机的故障率，增加了桥式起重机的安全系数。  

     在珠江钢铁公司炼钢部，桥式起重机(亦称行车)是重要生产设备，它担负着吊运各种生产设备、物资的任务，如果出现故障，将严重影响生产。

    系统概述

      珠江钢铁公司炼钢部2#行车为150 t桥式起重机，担负着炼钢部两条生产线的所有钢包的吊运工作，具有4个运行机构：大车南／北行走，小车东／西行走，主起升升降，副起升升降。其中大车由4台37 kW电动机驱动，小车由2台22 kW电动机驱动，主起升由2台200 kW电动机驱动，副起升由1台110 kW电动机驱动。这9台电动机均为绕线转子异步电动机。每个运行机构都有4个不同的速度档位，除了主起升机构采用ABB定子调压装置控制外，其他机构通过切换转子回路电阻来实现速度的调整，为有级调速。

      电气系统由开关、低压断路器、接触器、电流继电器、时间继电器、凸轮控制器、限位开关、ABB定子调压装置及测速电动机等各电气元件组成。保护类型主要有如下几种：

    1)零位保护。所**构的凸轮控制器的零位触头串联在一起，只有所有凸轮控制器手柄全在零位时，才允许接通电源。

    2)安全门限位保护。该桥式起重机有4个大车端梁门限位、1个驾驶室门限位。任何一个门限位被触动(门被打开)，行车自动切断电源、停止运行，保证人上下车时的安全。

    3)各运行机构限位开关。由于2#行车大车为南北双向行走，且南北各有一台行车，所以除大车机构使用红外线防撞装置外，主起升、副起升和小车机构均有双向预限位和停止限位保护。其中起升机构比行走机构多出一个上极限保护，即重锤保护。当预限位动作后，将给出减速信号，停止限位动作后给出停止信号，但不影响反向操作命令的正常执行。当起升机构的重锤保护开关动作后，整车电源全部跳停，无法送电，必须由人工将重锤开关手柄抬起，同时操作机构下降至脱离重锤开关后恢复正常操作。

    4)急停开关。在驾驶操作台上设置急停开关，当急停开关被按下时，整车电源被切断，停止所**构动作，同时所有制动器自动制动。

    5)失压保护。当桥失起重机电压下降过多甚至断电，主接触器将自动释放，切断总电源。

    6)过电流保护。当380V动力供电回路出现过电流时(如电动机过电流)，过流继电器动作断开电源。

    7)短路保护，低压断路器起短路保护作用，当桥失起重机内部发生严重短路事故时，切断该回路电源，防止事故扩大。

      由于系统中除了主起升采用ABB调压装置外，其他机构均采用接触器控制，使用了大量的接触器和继电器等元件。工作时，这些元件动作频繁，且每次动作均会产生振动，所以类似触头磨损、触头接触不良及线圈过热以至烧毁和接线端子松脱等故障频繁出现。由于调速简单，冲击大，机械部件磨损也比其他行车严重，甚至出现过电动机轴断裂事故。这些因素导致设备维护工作量大，设备开通率低及存在安全隐患，给生产的带来很大的影响。

 目前桥式起重机电气系统较常用的方案有3种：交流调压调速系统、交流变频调速系统和直流调速系统，均为非传统全数字化的调速系统。结合现有设备情况及对交流调压调速和变频调速做了如下对比。

      针对现场设备，若选择交流调压调速系统，则只需要对电气梁内的控制回路进行改造即可，仍可保留转子回路的电阻及所有电动机；若选择变频调速系统，则所有的电动机均需要改造、更换，几乎所有电气设备需要更换，原有设备库存备件也将淘汰。所以最后我们选择了采用交流调压调速系统。

    交流调压调速系统具有如下优、缺点。

    1)改变电动机的供电电压将大大影响电动机的输出转矩，交流调压调速必须在速度闭环下使用。

    2)交流调压调速是部分在速度闭环下运行、部分在速度开环下运行。

    3)能量消耗大。

    4)带有转子电阻，故障率高、占用空间较大。

    5)高次谐波、特别是产生的缺口对电网影响很大。

    6)适合于绕线转子异步电动机的改造，此时用变频调速不是好的选择。

    7)对电源要求不高，滑线供电的起重机适合使用交流调压调速系统。

    8)初投资低，可靠性高。

    系统改造过程

    1．硬件配置

      改造后保留原电动机及其电阻。原电气控制系统拆除，保留所有限位开关、安全门限位，重锤限位、急停开关。保留原有凸轮控制器，并增加一套德国HBC无线遥控系统，通过驾驶室内一开关进行操作方式的选择(驾驶室操作／遥控操作)。大车、小车和副起升机构各增加一台西门子调压调速装置作为动力驱动控制，各增加编码器一台用做闭环控制的速度。由于主起升机构两台电动机容量较大，且考虑到在故障状态下的单电动机运行，故分别使用两台调压调速装置，同时增加两台编码器用做速度。每个机构的速度分为10％、25％、40％和100％4个挡位。增加一套西门子PLC300系统，加入PROFIBUS网络控制，大大缩小了继电器的使用量。在驾驶室增加一ET200和PLC通信，减少了驾驶室至电气梁的电缆。电气梁内增设MP370触摸式操作面板用于整车电气系统的监控。

      PLC作为逻辑控制核心，也是PROFIBUS网络中的主站，几乎所有外围信号(限位信号、凸轮控制器挡位信号、遥控信号、调压调速装置反馈信号)均由PLC输入模块输入。PLC的输出信号通过输出模块输出，通过PROFIBUS网络传送数据块给调压调速装置，比如挡位命令信号，来控制调压调速装置如何输出转矩；另外一部分信号输出到接触器、继电器来控制调压调速装置的通、断电。

    2．改造前后故障处理方法比较

    1)重锤限位开关动作后的复位。之前由于安全回路设计的不同，每次重锤限位开关动作后需要人工将重锤手柄抬起同时下降起升机构，直至重锤开关手柄能自动复位，这样耗时较长。通过对安全回路的优化，当重锤限位开关动作后仍能达到总电源跳停的目的，但重新送电后不能操作其上升动作，只可操作其下降，离开重锤限位开关后恢复正常操作。

    2)改造前对故障的判断只能通过继电器的动作来判断。改造后由于增加了调压调速装置，当装置到系统的电流、电压、反馈信号异常时，会自动停止输出，并在显示窗口显示故障代码，然后根据故障代码来快查故障。

    3)改造前只有一种操作方式即驾驶室操作，改造后有驾驶室操作和遥控操作两种方式。当一种操作方式存在故障，且难以判断时，可改用另外一种操作方式以解决问题。

    4)改造前主起升只有一台ABB调压调速装置控制两台电动机，一旦在生产过程中出现故障，就只能等故障解决后才能进行后续工作流程。现在2台电动机分别由2台西门子调压调速装置控制，可独立完成一个周期的工作，确保了生产的安全和顺行

首先从技术上看，在加州圣迭戈举办的OFC / NFOEC 2010 ，以40/100 Gbit / s这个压倒多数的议题所涉及的*技术看，这方面较主要的新产品发布和展示都来自美国和加拿大的几家良好的企业，

JDS Uniphase和Finisar是两个较主要的用于40/100 Gbit/s传输的ROADM产品（可重构光分/插复用）供应商，JDSU公司在巴黎到法兰克福有个世界上目**运作的WSS的100 Gbit/s的网络。

JDSU在OFC/NFOEC还发布了1x23波长选择开关（WSS）。 CoAdna光电子公司也宣布了一项 1x23波长选择开关（WSS）。Olaro也同样推出了1x23 WSS，该项技术是公司收购Xtellus所获得的。

Finisar公司也计划推出1x23 WSS，该公司WSSs 是使用硅基液晶材料，这也是一个在下一个 视频显示器使用的技术。

Oclaro公司说，这次会上有客户要求一个NXN开关 - 这可被称为波长选择叉连接。ROADM产品已经采取了1xN格式，而该NXN的情况下会增加运营商的网络传送的自由程度，尤其是波长在**过一个端口的情况下。

而中国公司在光器件的良好技术上基本处于跟踪状态，这些年都没有多少有效突破。有源器件领域，40Gbps以上产品除了WTD的SFF300针模块外我们基本是零。在可调波长激光器技术和光模块上我们是零，在VCSEL上除了个别中国台湾厂外我们也没有什么；无源领域仅有北京世维通能做40Gbps的分立的相干解调器，国外是100Gbps集成的器件。在ROADM热点器件上，我们不能提供WSS产品，基本还是镀膜产品。在MEMS上，广州永大光通讯的产品算是个补充。

纵观本届OFC参展的中国公司，这次在PLC上算是有个突破，但是还只是在封装上。那么在这种比较基础的无源产品领域，中国的PLC企业为什么没有PLC芯片的量产技术？什么时候能够掌握PLC芯片的主动权？**能不能在这个问题上帮企业一把？

C-FOL的记者在展会上与MIT陈明华教授探讨这个问题，陈教授的观点给人耳目一新。他和记者说起他的一个朋友回到四川创建一家专门从事PLC芯片的公司，也就是四川飞阳，但是这家企业这次没有参展。PLC芯片设计这个问题对于华人学者们来说实在不是一个大问题。他们中的一些人完全有实力做出这个产品。但是随后的两个问题却是有根本性影响的问题。

**，从技术上说，二氧化硅基的PLC在整个光集成领域属于较简单的，而且并非当前光集成领域的两大主流，基于InP材料的集成和基于硅基CMOS技术的集成。现在投入巨资去发展PLC芯片产品至少要在2年之后才能发挥效用，届时光集成技术发展到什么程度还很难说。现在投入的巨资能否收回成本也是问题。

*二，国内一些AWG厂商比如通，光迅等应该有生产PLC芯片的实力，他们的态度值得观察。

*三，从具体实现的工艺上来说，两岸三地范围内都没有专门从事这类PLC芯片生产服务的机构。一些科研机构可能拥有相关的设备，但是首先没有对外开放，其次也没有稳定成熟的工艺。韩国之所以能够涌现出多家PLC芯片公司，同在这方面拥有较强的实力有直接的关系。在当前中国的科研氛围下，从事工艺研究没有直接的好处，没有任何学者，任何机构愿意做这种替他人做嫁衣的事情。曾经的国家半导体工艺中心就是一个例子。何况即便我们拥有了做这些芯片的能力，在其上游的材料，设备仍然需要手他人。在半导体基础产业，我们国家落后的不是一点半点，更何况**决策者并没有真正认识到这个问题。陈教授认为只有中立的第三方芯片制作服务机构的涌现才能彻底带动中国光集成科研和产业的发展。

陈教授的观点给了记者很大的启发。但是记者仍然认为陈教授无法完全理解处于竞争压力下的国内PLC企业的感受。实现PLC芯片自主在这个行业许多人看来是提高竞争实力的一个根本途径。不过这如果在近期只能是个梦想，那就不如集中精力做一点实际的事情，能够在封装工艺或者产品开发上有所创新一样**会提高竞争力。

正如同光纤耦合器行业面对PLC挑战所应得的一样。在OFC上，深圳朗光的岳博士告诉记者，国内运营商一窝蜂地选择PLC对于他们还是带来了影响。在他看来1X8以下的分路器根本没有必要选择PLC，但是几大运营商还是照选不误。

在并行模块领域，主动光缆领域，我们都几乎是刚开始。在光连接器领域，我们的厂商众多，但是产品基本没有创新。在仪表，光纤，芯片，软件我们都是刚开始。但是在这样的基础上，我们的华为在光设备上却是世界**。而能成为华为高端器件供应商的基本清一色都是欧美企业，OFC展台上那个华为的展览车，中国观众走进去的不知道到底有几人？

另外从规模看差距。Ovum的分析师在23日的报告中列举**前**光器件公司，除了Opnext之外这些大厂在国内大都有工厂或研发机构，有的规模还相当大。一位Finisar上海的朋友告诉笔者他们在上海的员工数已经接近2000。而另外Fabrinet，Sanmina-SCI等几大光器件代工厂也都在国内有工厂。对于这**光器件公司的列举，笔者怀疑Ovum的数据并不全面。该公司称这**公司占了**72%的光器件市场份额。但是我们看刚刚公布2009财报的光迅，其销售额已经**过1亿美元。这个规模几年前是可以入选**的，现在即便不能入选**，也接近不远。除了光迅，销售额在几亿人民币之间的中国公司还可以数出不少，**光器件公司72%的总市场份额有点说不过去。按照笔者的看法，如果不计那些在中国设立工厂的外资光器件公司，按销售额算，中国剩下的几家大型本土的光器件公司如光迅，器件公司，华工正源，昂纳（他们是外资公司）等都能在世界上算得上中大型光器件公司。但是如果光从展台规模看，除了昂纳是6个展位，其他中国公司较大也就是2个展位