ACS880变频器在桥式抓斗起重机上的应用

吴小根

（云锡文山锌铟冶炼有限公司，云南文山663700）

1 变频器应用现状分析

云锡文山锌铟冶炼有限公司成立于2016年，是一家年产100 kt锌、60 t铟的冶炼企业。该公司部分桥式起重机抓斗吊采用ABB ACS850变频器和西门子G120变频器控制。其中ABB ACS850变频器在对1#桥式起重机进行控制时，使用情况不稳定，经常报故障，而且所报故障多为变频器自身的故障，比如安全力矩中断功能激活、电机电缆和电机短路、变频器内部故障等，甚至出现烧坏变频器的情况。经技术人员检查和查阅说明书，发现都是变频器的问题。然而，ACS850变频器为定制产品，目前已停产，市场采购极不方便，需要提前和厂家预定。维修起来也很麻烦，尤其是需要更换变频器内部零件时，由于零件供货周期比较长，有些零件甚至已停产购买不了等原因，严重影响了车间生产。针对这一情况，该厂亟需研究一个新的变频器改进、应用方案。

2 变频器在起重机中应用的改进方案

ACS850变频器在抓斗起重机设备的起动、运行过程中，经常出现电路板损坏、进出线晶闸管短路等硬件故障。经相关技术员讨论，本次改进方案力图在改动最小、成本最节约的原则下进行。根据起重机的电气原理图，最终决定将原变频器升级为ABB ACS880变频器。

ACS880变频器作为ABB的最新产品，其硬件和软件都在ACS850的基础上进行了升级，很好地解决了ACS850的硬件问题以及参数设置问题，且应用功能更为强大。ACS880变频器不仅性能优越，市场供应量也大，方便采购，是替换ACS850变频器的较佳选择[1-5]。然而，该系列变频器在桥式抓斗起重机上还未使用过，云锡文山锌铟冶炼有限公司的此次改造是该系列变频器在桥式抓斗起重机上的首次应用。

2.1 桥式抓斗起重机控制特点

桥式抓斗起重机在物料上升或下降时，需要2台变频器同步运行，但在某些步骤又需要单独运行，比如沉降抓料时需要从机开闭斗电机运行，主机升降不运行。

2.2 ACS880与ACS850端子接线

ACS880与ACS850变频器接线端子分布、控制原理基本相同。桥式抓斗起重机升降、开闭电机变频器端子接线示意如图1、图2所示。

图1 升降电机变频器端子接线示意

图2 开闭电机变频器端子接线示意

端子设置说明如下：1）DI1设置为正转运行指令。当DI1与+24 V DC导通，变频器正转（主机开、从机升）运行。2）DI2设置为反转运行指令。当DI2与+24 V DC导通，变频器反转（主机闭、从机降）运行。3）DI3设置为速度1。当DI3与+24 V DC导通,变频器按照速度1的转速运行。4）DI4设置为速度2。当DI4与+24 VDC导通，变频器按照速度2的转速运行。5）DI5设置为速度3。当DI4与+24 V DC导通,变频器按照速度3的转速运行。6）DI6主机设置为转矩/速度切换。当DI6导通，开闭斗动作，升起斗不动作（该指令只有在开闭斗动作时导通，其他状态时为断开状态；从机设置为故障复位）。7）XR01设置为电机冷却风扇控制NO端子。当变频器运行时，XR01与COM导通，冷却风扇运行；当变频器停机，XR01与COM断开，冷却风扇停止。8）XR02设置为变频器运行故障NO端子，当变频器运行报故障时，XR02与COM导通，故障指示灯亮。9）XR03设置为制动器控制NO端子。当变频器运行时，XR03与COM导通，制动器运行；当变频器停止时，XR03端子继电器在设置的延时时间后将XR03与COM断开，制动器停止运行，起到制动作业。10）PA+/PB接制动电阻，消耗制动电流。11）B、bgng、shield为主变频器与从变频器传送连接端子。12）B11输入信号端子，外部给定频率。13）B12输入信号端子，外部给定频率。

2.3 参数设置对比

根据上述端子设置和设备运行目标，设计电气原理图，再根据控制原理图，参考变频器说明书逐步进行参数设置。

ACS850与ACS880变频器都是通过ABB变频器专有的D2D通信模式实现主从机连接。两者参数设置大部分是相同的，但也存在差异。

1）参数相同但设置不同。在对ACS880变频器进行设置时，有部分参数与ACS850参数相同，但设置却不同。如，ACS850过压控制参数组为47.01，参数设置为使能，ASC880过压控制参数组为30.30，参数设置禁用；对于DI02这个端子，ACS880需要将该端子定义为输入，而ACS850不需要对该端子进行定义，默认为输入。

2）新增参数。ACS850变频器没有61组、62组参数组，在通过D2D通信时，直接默认传输数据类型。ACS880变频器则新增有61组、62组参数组，需要对这两组参数组的传输数据类型进行设置。61参数组具体设置：61.01（主从数据1），选择设置为状态字，16位；61.02（主从数据2），选择设置为实际值1，16位；61.03（主从数据3），选择设置为实际值2，16位；61.25（主从数据1），设置为实际值4 659。62参数组具体设置：62.01（主从数据1），选择设置为控制字，16位；62.02（主从数据2），选择设置为实际值1，16位；62.03（主从数据3），选择设置为实际值2，16位。

从两种变频器参数设置可以看出，ACS880作为ABB变频器的新生代产品比ACS850的功能要能全面，使用用途更广。

除了参数设置上的不同外，ACS880与ASC850最大的区别还在于：ACS880变频器之间数据传输除了D2D，还可以选择DDCS模式，并且对传输数据类型可以进行选择，更灵活实用。ACS850只是默认传输数据类型，当数据传输出现故障时不方便查找。

3 调试及改进效果分析

参数设置完成后，给变频器送上电源，由起重机操作人员对行车操作，然后根据操作情况对部分参数进行修改。沉降抓物料的运行转速直接关系到起重机的抓料速度，一定要设置合理。

在初步调试过程中，发现原来的ACS850不需要对30.30参数进行设置。但更换为ACS880后，如果不对该参数进行设置，仅使用默认值，则变频器会制动失效，从而导致主从变频器的制动无法保持一致。所以，在ACS880参数里面一定要将过压控制参数（30.30）定义为禁止，此时变频器的制动才生效。

经过调试，该起重机使用正常，运行平稳，故障率比原来低很多。改进前，起重机使用情况不稳定，经常报故障，甚至出现烧坏变频器的情况。改进后，类似问题得到彻底解决。截至目前为止，该起重机还未出现故障，设备的使用寿命得到延长。同时，该方案还解决了备品备件采购难的问题。从经济角度上看，ASC880在价格上也比ACS850便宜，节约了设备成本。

综上所述，此次桥式起重机变频器改进应用方案充分考虑了成本、周期、施工难度等多方面因素，ACS880变频器投入运行后，生产运行结果达到预期，为该厂桥式起重机的安全稳定运行提供了坚强的后盾。