Simadyn D控制系统原理、硬件配置、调试及常见故障诊断目录第一章 SIMADYN D 主传动循环变流器控制系统原理 2第一节 TRANSVERTOR控制2一、TRANSVERTOR控制介绍 2二、TRANSVERTOR控制系统功能 2三、矢量变换的控制原理和流程块状图 3第二节 相位电流控制 3第三节循环变流器控制的追踪功能 4第四节 SIMADYN D循环变流器控制控制系统结构框图4第二章 Simadyn D硬件配置4第一节 硬件配置简图 4第二节 硬件配置简要说明 6一、框架及其附件6二、各模块概述6第三章 Simadyn D性能调试7第一节 调试分类 7第二节 调试工具及步骤8第三节 调试中需要注意的问题9第四章 常见故障诊断9第一节 故障信息查阅9第二节 常见故障诊断 11一、故障代码简介11二、基本单元故障信息说明11第三节 故障诊断方法 11Simadyn D主传动循环变流器控制系统，是轧钢企业中广泛采用的电力拖动系统，鲅鱼圈钢铁分公司的热轧和厚板的主传动系统均采用了标准Simadyn D控制。其主要作用为：辅助一级AGC压下系统使原料按照要求产生塑性形变，以快速稳定的速度和力矩输出实现传动的双闭环控制。第一章 SIMADYN D 主传动循环变流器控制系统原理SIMADYN D主传动循环变流器控制具有下列的控制功能：用于转子定位检测用的TRANSVERTOR控制，DC-磁通量调整控制，COS控制，弱磁控制；基速以上在恒功率范围内的对电压进行控制，具有自动增益调节功能以及为保证自动平稳地从基速过渡到高速而对附属的磁通量进行控制。设定值参照一定比例的电源电压。变频保护（过流保护）在硬件和逻辑软件中完成急停功能。电机会在一个受控的电流极限值基础上反向触发可控硅桥实现停车。第一节 TRANSVERTOR控制一、 TRANSVERTOR控制介绍轧机主传动装置操作性能需要一个真正意义上大功率的控制系统。通过使用TRANSVERTOR控制，就可以获得优良的控制性能。TRANSVERTOR控制的原理是以改变定子电流的相位角为基础的。而其修正的依据与有效磁通轴的角度相一致。要计算磁通的状况，必须通过两个相互增补的模型来对电机进行模拟操作。通过这种方式，允许电机设备在整个转速和负荷范围任何时刻都可以最佳注入电流。电流控制的原理等同于直流电机中的电流控制。TRANSVERTOR控制的元件处于转矩方向和磁通的方向。根据与系统有关的磁通电流设定点，由变频器计算并形成一个旋转电压矢量。利用空间矢量调节和优化的脉冲模型就可以达到一个优良的转矩性能。TRANSVERTOR控制允许电机设备在任何的时间内都可以优先注入超过整个转速和负荷范围的电流值。这就意味着同步电机从速度控制系统方面就可以像一个DC电机设备一样工作。通过两个相互增补的模型来对电机进行模拟操作可以计算出磁通量。这两个模型为“电流模型”和“电压模型“。TRANSVERTOR控制全部为数字化控制。其结果需要相对较少的不同硬件模块，绝对的重复性设定以及真正意义上的先进诊断和故障排除等。二、 TRANSVERTOR控制系统功能系统包括下列功能：1. 通过测出来的定子电流和电压值，电压模块来计算定向变量用来定位旋转磁通矢量；2. 通过安装在电机轴上的脉冲发生器利用增益脉冲，电流模块来计算励磁量来确定转子在停机状态下的初始位置以及运行过程中的具体位置；3. 可调的智能弱磁特性；4. 磁通控制器可以在定子电流和励磁电流的励磁部件上运行；5. 利用测出的定子电压和电流，电压模块计算出磁通矢量的角度和绝对值；6. 利用脉冲发生器信号和电流设定点，电流模块计算出磁通矢量的角度和绝对值并可以计算出励磁电流设定点。7. 参考值可以在一个正确的相位比例关系中给出三相电流设定点；8. 正向电压馈电系统为次级电流控制提供了极为良好的响应特性；9. 磁通控制的励磁调节原理是确定电机设备的磁通量并预先设定从励磁调节电流设定值推算出来的定子电流设定值；10. 结合在电机模型基础上的电压和电流，从测出的定子电流和电压值中确定电机磁通的角度和幅度；11. 在励磁建立的过程中求出EMF电压值，利用这个数值确定转子轴在停机状态下的机械角；12. 电机的COS 控制器给出励磁产生定子电流用的设定点；13. 带有附属励磁电流控制器的磁通控制器在运行稳定状态下可以提供出一个恒定的设备磁通量；14. 转子的励磁控制更为经济。在停机状态下可以将励磁降到最低点，而在重新启动之前可以自动增加励磁。三、 矢量变换的控制原理和流程块状图。SIMOVERT D矢量变换控制块状图单线图第二节 相位电流控制电流控制器具有有源限定功能并在间歇的电流范围内进行自动增益调节和综合动作时间调节；命令组件用于逻辑顺序控制以及归零状态下达到最小电流值；一旦记录到过电流现象可以进行脉冲切换；逆变器触发角的限定决定电流值；电流的限定值设定为可调值。同步模块用以补偿变压器相位的切换。会从一个变压器和高压开关柜上取同步电压。第三节 循环变流器控制的追踪功能为了进行快速维护工作，在循环变流器传动装置的数字传动控制中提供了一个TRACE (追踪) 功能包。TRACE (追踪) 功能包中存储着几个通道，可自由进行编程（如i act, u act, n ref, n act 等等）并且由一个错误信息（可自由编程）进行触发。至于TRACE (追踪) 功能包显示什么样的信号可以在操作面板上进行选择。存储的数值会通过模拟输出被记录下来。第四节 SIMADYN D循环变流器控制控制系统结构框图控制系统配置图第二章 Simadyn D硬件配置第一节 硬件配置简图Simadyn D的硬件组成单线简图如图-标准Simadyn D硬件配置，图中示出主要功能模块和核心组件。12标准Simadyn D硬件配置第二节 硬件配置简要说明一、 框架及其附件标准Simadyn D的框架为24槽，硬件为以下结构：槽槽号001002003004005006007008009010111112113114115116117118119220221222223224块名称PPM6IIT41SSPAREMMM4PPM6IIT42IIT42EEP22IS1SSPARESSPARESSPARECS7+SS52*2+SS4*1SSPAREPPM6SSPARESSPARESSPARESSPARESSPARESSPARESSPARE图中标准的Simadyn D基本单元控制系统包括：在基本单元上方有带风扇的电源SP8.5，基本单元包括CPU处理单元、I/O处理模块IT41和IT42、矢量控制模块EP22和IS1、接口模块CS7。此外还有A300的信号I/O模块和一些接口模块。二、 各模块概述3个CPU（PM6、订货号- 6DD1600 - 0AK0），分别起到总体控制、矢量控制和通讯控制三大作用。第一个CPU做度闭环，且对控制系统的总体起着协调的作用。第二个CPU矢量变换和反变换 电机电压、电流送入此CPU。第三个CPU 进行通讯，有些控制系统中还带有ITDC，能发脉冲，还能进行通讯，任务能够分解。该模块所能允许的最短扫描周期是0.1ms，一般我们取0.5ms。EP22板卡是Simadyn D控制系统的核心运算部分，其设计是专门为矢量变换闭环控制所用。由于其特殊的应用场合，EP22板卡的运算速度是普通CPU的4-20倍。由于EP22在基本单元中是无源配套设备，因此需要一个处理器板卡作为依托（一般称之为“主”），EP22必须要经过“主”的初始化，且要保证在运行中能够实时进行数据的输入输出。需要注明的是，所有的EP22能够运行，必须要配套有一个接口板（即EP22上能够抽出的条状电路板），此接口板是在备件中没有的，要更换的话，必须将此接口板放入新的EP22中。正常情况下，我们应该将二者作为一个独立设备处理。此接口板和EP22如果接口板损毁，可以联系北京西门子张红祥，以期解决。IT41和IT42，这两个名称相近的板卡有着不同的作用。IT41板卡应用于开闭环控制中的，如速度闭环和位置控制。除模拟量和二进制的输入输出外，IT41还留有编码器的输入供速度闭环使用。IT42在Simadyn D系统中用于连接PM6处理器执行一些基础的开闭换工作的，如液压控制或密闭压力控制等。此模块有4个模拟量和16个二进制输出输出，同时带有4个电压频率变频器的集成浮点模拟输入。Simadyn D系统中还有许多接口板，分别为SU10、SU11、SB70、SB61、SB10、SA20.1、SA61。这些模块都将直接和SD基本单元连接到目前为止，现场中以SA20.1和SA61出现问题的机会相对较多，因此对其要做详细的解释。SA20.1和SA61合称为SA60.1，在控制系统中称为同步模块，起到同步在EP22中门极触发电压的作用，其正常运行直接影响到可控硅触发换相等动作，现场中SP控制系统曾经多次出现该模块或与之相关模块故障导致事故停机的情况。其中的SA61（6DD2920-0AR1）称为变压模块，SA20.1称为线路检测模块，这两个模块是通过一个10芯线互相连接的。SA60.1带有一个扩展的低压信号设定范围，此功能由子模块SA20.1实现对线电压的控制。SA61中三个单相变压器T1、T2、T3能够有效地将三相输入侧和二次侧电压进行绝缘隔离。二次侧电压通过10芯线连接到线路检测模块，在此模块中，每一相都将进行变换。首先每一个信号将面临有差别的放大从而每相将有别于其它相位。其改变的增益必须通过8路的DIP开关S1和S2手动来设定，该设定要随着与之连接的额定输入电压变化而定。其中S1开关 1-4：同步电压UL1-L2设定增益5-8：同步电压UL2-L3设定增益S2开关