VOITH閥控式液力偶合器電控系統(tǒng)介紹

1、VOITH閥控式液力偶合器電控系統(tǒng)要求設(shè)備選型原則：1、 主機(jī)選用市面上常見的通用型PLC，如AB、SIEMENS等；其它輔助元件優(yōu)先選用進(jìn)口件；各種I/O點數(shù)應(yīng)有適當(dāng)預(yù)留，以備系統(tǒng)將來擴(kuò)充。2、 程序編制：必須嚴(yán)格按照VOITH公司提供的邏輯控制框圖進(jìn)行程序編制。3、 整個PLC系統(tǒng)必須符合國家規(guī)定的煤礦井下防爆要求，施工方需有相應(yīng)的施工資質(zhì)。4、 施工方需提供現(xiàn)場調(diào)試服務(wù)。5、 供貨期：2個月VOITH控制邏輯說明注意1 562DTPPWL2E設(shè)備和I/O列表1.1 由VOITH提供的設(shè)備1.1.1 閥塊主體(mainfold)型號STB3/700（D1）1.1.1.1 充液閥，兩位兩通（

2、2/2way）（常閉，失電時閉合）ATEX（無源節(jié)點）直流12VDC供電，電源和隔離柵非VOITH供貨（最大150mA）1.1.1.2 排液閥，兩位三通（3/2way）（失電狀態(tài)排液）12VDC供電，無源節(jié)點，本安電源和隔離柵非VOITH供貨(最大150mA)1.1.1.3 充液閥確認(rèn)返回節(jié)點“RMK”，帶有常開和常閉返回節(jié)點，建議使用常開節(jié)點，節(jié)點打開表示閥在失電狀態(tài)（非充液狀態(tài)）1.1.1.4 排液閥確認(rèn)返回節(jié)點“RMK”，帶有常開和常閉返回節(jié)點，建議使用常開節(jié)點，節(jié)點打開表示閥在失電狀態(tài)（排液液狀態(tài)）1.1.1.5 100%液位滿壓力開關(guān)（SPDT節(jié)點(開關(guān)量)，當(dāng)水位達(dá)到100%充滿時

3、動作）1.1.1.5.1 (開關(guān)量)2 預(yù)啟動和啟動閉鎖2.1 檢查運(yùn)輸機(jī)的啟動條件，如張力等，啟動2.2 檢查耦合器的供水壓力，如果供水壓力小于4Bar，停止啟動，顯示“啟動時供水壓力小于4Bar”2.3 在電機(jī)啟動期間，充液閥和排液閥都失電，即保持排液狀態(tài)，3 啟動電機(jī)&保持排液狀態(tài)3.1 所有的閉鎖，預(yù)警，報警，都正常后，首先啟動尾電機(jī)，尾電機(jī)啟動2-3秒后啟動頭電機(jī)3.2 最后一個電機(jī)啟動兩秒后記錄每一個電機(jī)電流，3.3 保持充液和排液閥失電狀態(tài)，這種狀態(tài)保持到電機(jī)電流下降到空載電流（指示耦合器在排空狀態(tài)）3.4 如果20秒后電機(jī)還沒達(dá)到空載電流，停車，顯示“電機(jī)啟動時電流高”

4、3.5 所有電機(jī)電流達(dá)到空載電流后，進(jìn)入下一個“加速段”3.6 推薦設(shè)置的空載電流應(yīng)稍高于實際的空載電流，以適應(yīng)電壓下降時的電機(jī)電流的增加，可以設(shè)置高于5%，且通過軟件可調(diào)4 AFC啟動&初始充液段4.1 注意：在DTPKWL2E耦合器內(nèi)部集成一個流量控制閥，這個設(shè)備使用內(nèi)部提供4.2 所有驅(qū)動的充液閥得電2秒后，檢查供水壓力，程序使用一個最大的循環(huán)時間來保持充液閥充液狀態(tài)來保證不過充，用下面的方法選擇充液時間（充液時間應(yīng)用軟件可調(diào)節(jié)）4.2.1 供水壓力在416Bar時，充液時間為15秒（最大可調(diào)整到25秒）4.2.2 供水壓力14Bar時，充液時間為30秒（最大可調(diào)整到50秒）4.

5、2.3 供水壓力小于1Bar時，停車并顯示“充水壓力低”4.2.4 供水壓力大于16Bar時，充液時間為15秒（最大可調(diào)整到50秒）報警顯示“充水壓力高”4.2.5 供水壓力大于20Bar時，停車并顯示“充水壓力太高”4.3 當(dāng)接到AFC啟動的指令時，尾電機(jī)的充液閥，排液閥同時得電，不再改變充液循環(huán)時間，在AFC啟動期間，不進(jìn)行超溫?fù)Q水循環(huán)，不考慮RTD的溫度指示。在最壞的情況下，例如堵轉(zhuǎn)，水溫可能達(dá)到100度并變成蒸汽，4.4 當(dāng)尾電機(jī)電流達(dá)到滿載電流（可參數(shù)調(diào)節(jié)）的50%，或者速度達(dá)到10%額定速度（在AFC啟動加速前，空載起動時尾電機(jī)的電流可能達(dá)不到50%的額定電流）。開始給頭電機(jī)充液（

6、排液閥，沖液閥同時得電）并開始頭電機(jī)的充液循環(huán)時間。注意：如果尾電機(jī)的充液循環(huán)時間超時且尾電機(jī)的功率沒達(dá)到額定功率的50%，停車且顯示：“尾電機(jī)啟車功率低”。4.5 當(dāng)每個（耦合器充滿）或充液循環(huán)時間超時，對應(yīng)的耦合器的充液閥失電。當(dāng)兩個耦合器的100%液位滿信號都出現(xiàn)后，控制系統(tǒng)作以下評估4.5.1 如果AFC的速度大于，轉(zhuǎn)到“正常運(yùn)行段”4.5.2 如果速度小于額定速度的90%，停車并顯示“充液循環(huán)結(jié)束速度低”4.6 一旦兩個充液循環(huán)都超時，有一個或兩個100%滿液位開關(guān)沒到位，做以下評估4.6.1 如果AFC的速度大于90%，兩個電機(jī)的電流小于120%*滿載電流（FLA），我們就假定AF

7、C啟動成功，指示100%液位滿開關(guān)壞，停電機(jī)且顯示“在X驅(qū)動可能100%液位滿開關(guān)壞”（改為：如果AFC的速度大于90%，兩個電機(jī)的電流差小于等于20%，我們就假定電機(jī)的功率是平衡的且AFC啟動成功，指示100%液位滿開關(guān)壞，停電機(jī)且顯示“在X驅(qū)動可能100%液位滿開關(guān)壞”如果AFC的速度大于90%，兩個電機(jī)的電流差大于20%，則電機(jī)的功率是不平衡的：4.6.1.1 如果頭電機(jī)電流大于尾電機(jī)電流轉(zhuǎn)到4.84.6.1.2 如果尾電機(jī)電流大于頭電機(jī)電流停車且顯示“在X驅(qū)動可能100%液位滿開關(guān)壞”4.7 如果速度小于90%，指示耦合器充液不合適，可能存在以下問題：供水問題，充液或排液閥有問題，停車

8、并顯示：“在X驅(qū)動AFC充液循環(huán)結(jié)束后速度低+沒有100%液位滿信號”4.8 在加速段需要檢測電機(jī)的功率，如果尾電機(jī)的功率小于頭電機(jī)的功率，那么頭電機(jī)的充液閥失電2秒，得電2秒直到AFC的速度達(dá)到額定值得90%，并且報警顯示：“啟動時尾電機(jī)功率低”。5 正常運(yùn)行段（充液液位檢查）（Normal Run Phase & Fill Level Check）5.1 Voith562 DTPKWL2E耦合器設(shè)計為當(dāng)液位保持100%充滿時提供自然提供負(fù)載平衡（功率平衡）5.2 在AFC啟動時產(chǎn)生大量的熱，使水溫超過最大設(shè)計運(yùn)行溫度55度，盡管在帶載啟動的情況下水溫會臨時超過這個溫度（55度），在

9、正常滿速方式下，耦合器必須被控制在低于這個溫度（55）下運(yùn)行，這個過程通過“超溫?fù)Q水”來完成。5.3 為了適當(dāng)進(jìn)行充液控制，耦合器將每300秒進(jìn)行一次充液檢查過程，檢查的開始，首先儲存電機(jī)的功率，排液閥打開（時間最大不超過10秒）或100液位滿信號斷開0.5秒5.4 如果10秒的排液時間超時且100液位滿信號還是閉合，排液閥得電同時比較當(dāng)前得和存儲得電機(jī)電流5.4.1 如果當(dāng)前的電流大于或等于存儲的電流的90，再進(jìn)行一次10秒的排液循環(huán)，重新存儲電機(jī)的功率，第二個10秒排液循環(huán)結(jié)束后，再一次比較存儲的和當(dāng)前的電流，如果當(dāng)前的電流還大于或等于存儲的電流的90，停運(yùn)輸機(jī)并顯示：“排液故障運(yùn)行段”5

10、.4.2 如果當(dāng)前的電流小于存儲的電流的90，停運(yùn)輸機(jī)并顯示：“在X驅(qū)動可能100液位滿開關(guān)故障”5.5 當(dāng)100液位滿信號丟失0.5秒后，排液閥、充液閥同時得電，充液直到100液位滿信號重新出現(xiàn)或由下面的充液時間控制：5.5.1 當(dāng)充液閥打開時的供水壓力為416Bar時，最大充液時間（充液閥打開時間）為12秒5.5.2 當(dāng)充液閥打開是的供水壓力小于4Bar時，最大充液時間（充液閥打開時間）為18秒一旦此充液時間到，100液滿信號沒出現(xiàn)，停運(yùn)輸機(jī)，且顯示：“在X驅(qū)動可能100液位滿開關(guān)故障”5.6 另外建議不允許兩個以上的驅(qū)動同時換水6 Purge cooingl control phase（

11、溫控?fù)Q水段）用下面的換水（注水）循環(huán)代替閉環(huán)冷卻高溫水，當(dāng)供水水壓保持在4-16Bar時，耦合器的注水速度為240LPM（升/每秒）稍高于排水速度180LPM，所以在整個超溫?fù)Q水過程中排液閥應(yīng)一直處于失電（打開）狀態(tài)（適當(dāng)?shù)模湟洪y要根據(jù)100%液位滿開關(guān)來進(jìn)行控制（打開-得電/關(guān)閉-失電）6.1 在AFC啟動完成后，要對耦合器里的水溫進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視6.2 注意，在重載啟動時，水溫可能會上升到5590度，當(dāng)水溫超過80度時，對應(yīng)的驅(qū)動裝置不允許運(yùn)行。但在每次啟動后直到第一次超溫?fù)Q水結(jié)束前要忽略這個故障。在啟動完成且第一次換水完成后，如果水溫超過80度，則要停止運(yùn)輸機(jī)且顯示“水溫超過80度故障”

12、（避免啟動過程中的超溫“大于80度”停車）6.3 如果水溫超過55度，且沒有其他驅(qū)動器在超溫?fù)Q水段或水位檢查段（在正常運(yùn)行段中），開始超溫?fù)Q水段，在超溫?fù)Q水開始時記錄水溫值。6.4 注意：兩個驅(qū)動不能同時進(jìn)行超溫?fù)Q水，一個驅(qū)動進(jìn)行超溫?fù)Q水，另一個必須等待直到這個驅(qū)動超溫?fù)Q水結(jié)束。如果兩個都要求超溫?fù)Q水，則進(jìn)行溫度高的那一個6.5 當(dāng)水溫超過55度進(jìn)行超溫?fù)Q水時，啟動計時器T2，計時時間根據(jù)充液閥打開時的供水壓力來選擇，下面是推薦的計時時間：6.5.1 供水壓力在416Bar時選擇15秒6.5.2 供水壓力小于4Bar時選擇30秒，同時顯示“水壓低于4Bar報警”6.5.3 當(dāng)水壓小于1Bar時

13、停運(yùn)輸機(jī)顯示“在X驅(qū)動超溫?fù)Q水段供水壓力太低停車”6.6 當(dāng)超溫?fù)Q水開始時，排液閥必須打開，并且在整個超溫?fù)Q水（T2）過程中一直要打開，在超溫?fù)Q水結(jié)束前，只有下面的條件可以閉合（得電）排液閥。6.6.1 電機(jī)功率低于沒進(jìn)行超溫?fù)Q水的驅(qū)動的電機(jī)的功率的80%，停止排液。排液閥得電且檢查100%液位滿開關(guān)：如果100%液位滿開關(guān)打開，打開充液閥充液直到100%液位滿開關(guān)重新閉合，再充液0.5秒。如果液位滿開關(guān)一直保持閉合（功率低于其他驅(qū)動的80%）停運(yùn)輸機(jī)并顯示-“在X驅(qū)動液位滿開關(guān)可能壞”（當(dāng)電機(jī)功率低于沒進(jìn)行超溫?fù)Q水的驅(qū)動的電機(jī)的功率的80%時，排液閥得電，當(dāng)100液位滿時再重新進(jìn)入排液狀態(tài)，

14、排液失電。充液閥的控制只根據(jù)100液位滿開關(guān)進(jìn)行，和電機(jī)的功率沒關(guān)系）6.6.2 水溫小于45度，超溫?fù)Q水完成并返回到正常運(yùn)行段6.7 重新充液，100%液位滿開關(guān)消失后沖液閥必須打開后保持2秒（這個時間參數(shù)可調(diào)15秒）。（避免充液閥頻繁動）當(dāng)充液閥得電的同時，啟動T3計時器，T3計時器為由100%液位滿開關(guān)信號消失，而進(jìn)行充液的最大時間（值在6.10來確定）。6.8 正常情況下，當(dāng)排液閥打開狀態(tài)下，充液閥的開/停由100%液位滿開關(guān)控制（液位滿開關(guān)閉合后，繼續(xù)充液0.5秒）。當(dāng)水溫小于45度或T2計時器超時-超溫?fù)Q水循環(huán)結(jié)束。6.9 注意：如果100%液位滿開關(guān)壞，T3計時器將保護(hù)耦合器溢出

15、，如果T3超時，100%液位滿開關(guān)還沒有閉合，停運(yùn)輸機(jī)顯示：“在X驅(qū)動液位滿開關(guān)可能壞”6.10 T3時間根據(jù)充液閥打開后的供水壓力由軟件選擇：下面是推薦值6.10.1 供水壓力416Bar，T3=3秒6.10.2 供水壓力14Bar，T3=5秒6.10.3 供水壓力小于1Bar時，停運(yùn)輸機(jī)，并且顯示：“在X驅(qū)動超溫?fù)Q水段供水壓力太低停車”6.11 當(dāng)T2超時時，停止排液和充液，并且檢查水溫，如果水溫大于45度，采取如下措施6.11.1 比較當(dāng)前的和存儲的水溫6.11.1.1 如果當(dāng)前的水溫小于存儲的水溫轉(zhuǎn)到6.11.26.11.1.2 如果水溫小于80度，顯示報警信息：“在X驅(qū)動，弱的降溫功

16、能”6.11.1.3 如果水溫超80度，停運(yùn)輸機(jī)并顯示：“水溫大于80度”6.11.2 如果其他驅(qū)動器需要降溫，進(jìn)行其他驅(qū)動器的“超溫?fù)Q水循環(huán)”6.11.3 如果其他驅(qū)動器不需要“超溫?fù)Q水循環(huán)”，此驅(qū)動器在進(jìn)行一次“超溫?fù)Q水循環(huán)”7 其它連續(xù)監(jiān)測控制的值7.1 充液和排液閥包含一套確認(rèn)閥狀態(tài)的節(jié)點，充液，排液閥都是由先導(dǎo)控制的閥，“RMK”節(jié)點僅僅確認(rèn)先導(dǎo)線圈（spool）狀態(tài)的改變（在閥手冊中叫電樞-armature），不提供確認(rèn)主閥體成功移動的到位功能，如果主閥體損壞或臟了（污染contamination）就失去了閥的功能。這些節(jié)點必須被用作閥的功能的檢測，如果閥得電或失電1秒后，閥節(jié)點狀

17、態(tài)還沒改變則認(rèn)為閥出了故障（注意閥線圈需要600毫秒的充放電時間）。盡管RMK開關(guān)都有常開和常閉兩個節(jié)點，但VOITH推薦至少按照下面的原則使用節(jié)點7.1.1 2/2位充液閥返回節(jié)點，“RMK”：使用常開節(jié)點（當(dāng)閥上電充液時閉合）。7.1.2 3/2位排液閥返回節(jié)點，“RMK”：使用常開節(jié)點（當(dāng)閥上電不排液狀態(tài)時閉合）。7.1.3 100%液位滿開關(guān)：這個開關(guān)有一套“SPDT”節(jié)點，推薦常開和常閉兩個節(jié)點都檢測以驗證節(jié)點的完整性（integrity）。（注意100%液位滿開關(guān)應(yīng)有0.5秒的去抖時間）。7.1.4 耦合器滿7.1.4.1 Break contact>opens(耦合器100

18、%充滿，設(shè)置的壓力點有效)7.1.4.2 Make contactcloses（耦合器100%充滿，設(shè)置的壓力點有效)）。7.1.5 耦合器未滿7.1.5.1 Break contactcloses（耦合器沒100%充滿，壓力小于設(shè)定點）。7.1.5.2 Make contactopens（耦合器沒100%充滿，壓力小于設(shè)定點）。7.1.6 電機(jī)電流的功率平衡：當(dāng)運(yùn)輸機(jī)達(dá)到滿速后必須連續(xù)檢測電機(jī)電流，在DTPKWL2E正常操作方式和合適的供水流量和壓力情況下，耦合器本身可以提供自然的負(fù)載分配控制（通過機(jī)械方面的特性），正常情況下可以控制在正負(fù)5%范圍內(nèi)，但在超溫?fù)Q水狀態(tài)下功率差值可能會差的多些

19、。如果電機(jī)功率相差很多（deviate significantly）時，發(fā)出一個報警信息，推薦兩個驅(qū)動的功率相差達(dá)到滿負(fù)載值的30%時產(chǎn)生一個報警信息“功率不平衡超30%”。在超溫?fù)Q水時，如果功率相差超20%控制系統(tǒng)要進(jìn)行干預(yù)（intervence）。8 推薦的控制顯示信息8.1 為了更好的檢測和控制VOITH耦合器，推薦在“VOITH耦合器控制屏”8.1.1 電機(jī)平均功率，最少得有數(shù)字顯示，柱狀圖顯示可選（可以單獨(dú)顯示一屏）8.1.2 耦合器內(nèi)的水溫8.1.3 耦合器輸出軸的速度8.1.4 耦合器100%液位滿信號（開/關(guān)狀態(tài)）8.1.5 PLC輸入的控制狀態(tài)8.1.5.1 準(zhǔn)備/空閑（idle）段（電機(jī)啟動則優(yōu)先）8.1.5.2 離合器分離（De-clutched）段（電機(jī)運(yùn)行，耦合器等待充液指令）8.1