浅谈PMU面板在钻井工程中的功能及应用

童瑞坤

摘 要：PMU操作控制面板是在西门子系列变频器中应用广泛的一种操作控制面板，尤其在部分钻机未配备公控机的情况下，PMU控制操作面板是唯一能与西门子变频器进行人际交互的平台，使用好PMU操作面板既可以及时了解变频器工况，也可以进行变频器参数修改，解决各类问题。本文阐述PMU操作控制面板在实际钻井生产过程中对只读参数的监控，故障及报警代码分析判断及设定参数中修改以满足不同工况需求的应用可能。

关键词：PMU操作面板 变频器参数 实际应用

中图分类号：TE242 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0070-02

1 使用环境简介

石油钻井行业使用的西门子6SE70/71系列变频器为单传动控制模式，PMU操作控制面板作为逆变器核心控制模块CUVC板的基本配置，可以对修改各类参数，达到预定目的。

2 PMU操作控制面板介绍

PMU操作面板分为：显示屏、上升键、反转键、合闸键、确认键、分闸键、下降键几个部分。操作面板可以显示选择参数的数值；上升键和下降键可用作更改设定参数的数值；确认键用作确认参数；合闸键和分闸键用作传动系统接电和断电功能。图1是功能图部分，表示PMU各面板按键对应开关量连接器的连接号。

3 变频器参数解读

PMU操作控制面板在日常钻井过程中承担的主要作用是读取和修改变频器矢量控制参数，矢量控制参数主要分为：rxxx 只读参数（参数号小于1000）用作读取变频器工作状态。如r002显示速度的只读参数，r006显示直流母线电压的只读参数等；PXXX 设定参数（参数号小于1000）用作更改变频器基本设置或修改功能对应的连接器连接号。如P053定义参数化所用接口的功能参数，P554读入ON/OFF（启停）指令的开关量连接器的BICO参数；nxxx只读参数（参数号大于等于2000小于3000）；Uxxx设定参数（参数号大于等于2000小于3000）；FXXX 故障代码显示不同故障原因的对应代码。出现时变频器已无法正常工作。AXXX报警代码 显示变频器报警原因对应代码。出现时变频器仍可工作。

4 PMU面板的实际应用

变频器参数主要分为只读参数、设定参数、故障代码和报警代码4种。读取只读参数通常用作于了解变频器工况的，在日常巡检中可以及时了解变频器及电机的电压、电流、速度、功率情况，便于发现问题。出现问题后，由只读参数读取故障代码和报警代码，便于分析故障原因，提高解决故障的时效。PMU面板通过修改设定参数可独立完成特定工况下的特殊需求，如：（1）恢复出厂设置：如参数故障需要恢复CUVC板出厂设定时，可修改参数：P053=6选择使用CBP通讯板、PMU操作控制面板、串行接口控制公用的模式；P060=2选择菜单的功能参数选择为固定设置；P366=0关闭转差补偿；P970=0开始参数复位。（2）参数优化：如设备使用一段时间出现磨损，或主从电机更换零件出现微量差异时可以进行参数优化：P060=5选择系统设定；P071=400/600选择变频器使用电压400/600V；P095=10选择异步同步电机；P100=3/4选择有无测速编码器3无/4有；P101=400/600电机额定电压400/600V；P102=556电机额定电流；P104=0.853电机效率；P107=33.5电机额定频率；P108=653电机额定转速；P113=3040电机额定转矩；P114=0使用标准应用；P115=1自动参数设置；P130=10/11无编码器/脉冲编码器根据现场实际情况和P100对应选择；P352=35频率参考值；P383=0无电机热保护；P452=150正向旋转时最大频率；P453=-150逆向旋转时最大频率；P060=1回到参数菜单；P462=20从静止加速到参考频率的时间；P464=20从参考频率减速到静止的时间；P115=2静止状态电机辨识，按PMU启动按钮启动变频器直到显示O009，此时有电流流过电机切转子会转动，保证电机处于空挡运行；P115=4空载测量，按PMU启动按钮启动变频器直到显示O009，此时有电流流过电机切转子会转动，保证电机处于空挡运行；P115=5调节优化器，按PMU启动按钮启动变频器直到显示O009，此时有电流流过电机切转子会转动，保证电机处于空挡运行；出现O009后完毕。（3）主/旁路控制模式参数调整：井队变频器多采用两套通讯控制系统，一套为PLC DP通讯协议总线控制（主），一套为串行接口总线控制（旁）。如CBP通讯板或CUVC触点故障时，使用PUM面板通过更改连接器连接号更换触电位置解决故障：如下例中PXXX.1为主控制回路，PXXX.2为旁路。P443.1=3002主给定通道设定为CBP板CHANNEL 02号端子K3002为模拟量输入；P443.2=13主给定通道设定为CUVC板X102的17、18号端子为K0013模拟量输入；如CBP板CHANNEL02或CUVC板17、18触点损坏，可通过PMU控制面板修改P443.1或P443.2的连接器号调整至CBP板或CUVC板的备用触点，确保其正常工作。（4）独立驱动电机：如外部控制设备已拆除，但仍然需要变频电机正常运作，确保特殊情况的钻井作业时，可通过参数调整实现脱离司钻空置房，由PMU面板独立控制电机。设P053=6选择使用CBP通讯板、串行接口总线、PMU操作面板；P554=5启/停控制选择开关量连接器B0005为PMU控制面板分合闸键；P443=58主给定通道选择电动电位计模拟量连接器KK0058；P573=8增加电动电位计选择开关量连接器BOOO8为PMU控制面板上升键；P573=9减少电动电位计选择开关量连接器B0009为PMU控制面板下降键。由此可使用PMU控制面板满足独立驱动电机的要求。（5）实现逻辑功能：如外部控制系统缺失，逻辑功能无法实现时，西门子MASTERDRIVE系统提供的自由功能块模组可以完成简单逻辑的编程，可以提供包括零位锁定，风机锁定，死区等各种合闸条件的锁定功能。如需实现零位、油泵与使能的锁定，假设油泵由CBP板B3200开关量连接器接入，零位由CBP板B3205开关量连接器接入，使能由CBPB板B3100开关量连接器接入，使用自有功能块中的与门U221，如图2所示，U950.78=7激活该与门U221；U221.1=3100选择一个与门条件使能信号；U221.2=3200选择第二个与门条件油泵信号；U221.3=3205 选择第三个与门条件零位信号；P554=601启动信号连接与门生成的信号。只有当油泵启动信号，零位信号，使能信号均满足要求时，泥浆泵泵才能启动，实现了连锁功能。

5 结论

PMU面板作为西门子MASTERDRIVE变频器配套的基础操作控制面板有着强大的功能，能通过变频器内部参数实现逻辑控制，工况监视，故障排查等许多强大的功能，还值得去深度挖掘，在部分设备为配备公共控制电脑的情况下应该用好PMU控制面板，为钻井生产带来便利。

参考文献

[1] 李崇博.西门子6SE70主从控制在钻机电控系统中的应用[J].石油机械，2012，40（2）.

[2] 黄世平.60SE70自由功能块实现张力控制原理[J].鄂钢科技，2010，4.

[3] 西门子矢量控制大全[M].西门子电气传动有限公司，2007.endprint