CN111082639B - 一种变频器的预充电控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变频器的预充电控制方法及装置，方法包括：当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集目标氧枪的备用位限位信号，当备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取目标氧枪的第一移动时长；当第一移动时长达到预设的运行时长时，控制目标变频器对应的预充电接触器得电，预充电接触器用于对目标变频器的直流母线电容进行预充电；目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，预设的运行时长小于所述目标氧枪从备用位至所述工作位移动的总时长2～4s；如此，在目标氧枪到达工作位时，已经对目标变频器预充电完毕，此时利用变频器对氧枪执行升降操作，不会造成变频器损耗，减小变频器的故障率，提高变频器的使用寿命。

Description

一种变频器的预充电控制方法及系统
技术领域
本发明涉及转炉炼钢技术领域，尤其涉及一种变频器的预充电控制方法及系统。
背景技术
在转炉炼钢领域，炼钢转炉氧枪提升装置是由变频器进行控制的，在变频器驱动电机对氧枪进行升降前，需要利用整流部分合闸对直流母线电容进行预充电，预充电结束后主进线接触器吸合，才可以对氧枪进行升降动作。
但在氧枪的实际控制过程中，会存在工作位氧枪的变频器整流预充电未结束时就开始操作氧枪的现象，导致会变频器损耗和故障率增加，变频器使用寿命降低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种变频器的整流控制方法及系统，用于解决现有技术中在利用变频器控制氧枪升降时，存在变频器整流预充电未结束时就开始操作氧枪的现象，导致变频器损耗及故障率增加，降低变频器的使用寿命。
本发明提供一种变频器的预充电控制方法，所述方法包括：
当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；
当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，
所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s。
可选地，所述当所述移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，包括：
当所述预充电接触器对所述目标变频器直流母线电容预充电结束时，采集所述变频器输出的整流负载电流；
当确定所述整流负载电流大于预设的最大限流值或小于预设的最小限流值时，输出报警信号。
可选地，所述当所述移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，包括：
当所述预充电接触器对所述目标变频器的直流母线电容预充电结束，且到达预设的延迟时间时，采集所述预充电接触器的辅助触点信号，当确定所述辅助触点信息未断开时，输出报警信号。
可选地，所述方法还包括：
当所述目标氧枪从所述工作位向所述备用位移动时，采集目标氧枪的工作位限位信号，当所述工作位限位信号与第二基准信号未保持一致时，控制所述目标氧枪对应的目标变频器进行分闸操作，使得所述目标变频器的直流母线处于失电状态。
可选地，所述预设的延迟时间为500～550ms。
本发明还提供一种变频器的预充电控制装置，所述装置包括：
采集单元，用于当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号消失时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；
控制单元，用于当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，
所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s。
可选地，所述装置还包括：输出单元；所述采集单元还用于：
当所述预充电接触器对所述目标变频器直流母线电容预充电结束时，采集所述变频器输出的整流负载电流；
所述输出单元用于：当确定所述整流负载电流大于预设的最大限流值或小于预设的最小限流值时，输出报警信号。
可选地，所述采集单元还用于：
当所述预充电接触器对所述目标变频器的直流母线电容预充电结束，且到达预设的延迟时间时，采集所述预充电接触器的辅助触点信号；
输出单元还用于：当确定所述辅助触点信息未断开时，输出报警信号。
可选地，所述采集单元还用于：
当所述目标氧枪从所述工作位向所述备用位移动时，采集目标氧枪的工作位限位信号；
所述控制单元还用于：在所述工作位限位信号与第二基准信号未保持一致时，控制所述目标氧枪对应的目标变频器进行分闸操作，使得所述目标变频器的直流母线处于失电状态。
可选地，所述预设的延迟时间为500～550ms。
本发明提供了一种变频器的预充电控制方法及装置，方法包括：当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s；如此，当目标氧枪从备用位向工作位移动时，当所第一移动时长达到预设的运行时长，开始向目标变频器的直流母线电容进行预充电，而因预设的运行时长小于总时长2～4s，也就是说预充电的时长为2～4s，这样，在目标氧枪到达工作位时，已经对目标变频器预充电完毕，此时再变频器再对氧枪执行升降操作，不会造成变频器损耗，减小变频器的故障率，提高变频器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的变频器的预充电方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的转炉氧枪的工作示意图；
图3为本发明实施例提供的变频器的预充电装置结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在利用变频器控制氧枪升降时，存在变频器整流预充电未结束时就开始操作氧枪的现象，导致变频器损耗及故障率增加，降低变频器的使用寿命。本发明提供了一种变频器的预充电控制方法及装置，方法包括：当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号消失时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种变频器的预充电控制方法，如图1所示，方法包括：
S110，当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；
一般来说，为了避免氧枪长时间在转炉内吹氧导致氧枪被炉渣包裹，损坏氧枪，每座炼钢转炉配有两套氧枪，每套氧枪同时配备一套氧枪提升装置，氧枪提升装置是通过相应的变频器进行控制的，进而来控制氧枪的升降。参考图2，当第一氧枪21在工作位，那么第二氧枪22就在备用位；同样的，当第二氧枪22工作完成后，对下一炉钢水进行过冶炼时，需要通过相应的氧枪横移设备对第一氧枪21和第二氧枪22进行位置交换，横移就位。
本实施例中，目标氧枪可以为第一氧枪也可以为第二氧枪。当目标氧枪从备用位向工作位移动时，说明目标氧枪需要进入工作状态，那么需要对目标氧枪的变频器进行预充电操作。具体实施如下：
采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长。
这里，当目标氧枪在备用位时，备用位限位信号为高电平，备用位对应的第一基准信号为是高电平；当目标氧枪从备用位向工作位移动时，备用位限位信号会转换为低电平时，此时备用位限位信号与第一基准信号未保持一致，那么此时获取目标氧枪的第一移动时长。
作为一种可选的实施例，获取目标氧枪的第一移动时长，包括：
获取目标氧枪的移动速度及移动距离；
根据所述目标氧枪的移动速度及移动距离确定第一移动时长。
这里，可以利用位移传感器确定出目标氧枪的移动距离，移动速度是预先设定的。目标氧枪在移动过程中，目标氧枪对应的变频器保持分闸状态。
S111，当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；
当第一移动时长达到预设的运行时长时，说明目标氧枪已经接近工作位，此时需要为目标氧枪对应的目标变频器进行预充电。一般来说，2～4s可以完成预充电操作，因此预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s。那么当目标氧枪到达工作位时，目标变频器已经完成了预充电工作，避免目标氧枪到达工作位手动合闸对目标变频器预充电后，立即对氧枪执行升降操作造成目标变频器故障或损坏。这里，所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作。
举例来说，当总时长为144s时，第一移动时长为140s时，就需要为目标变频器进行预充电。具体地，控制目标变频器对应的预充电接触器得电，预充电接触器用于对目标变频器的直流母线电容进行预充电。
作为一种可选的实施例，所述当所述移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，方法还包括：
当所述预充电接触器对所述目标变频器的直流母线电容预充电结束，且到达预设的延迟时间时，采集所述预充电接触器的辅助触点信号，当确定所述辅助触点信息未断开时，输出报警信号至上位机。其中，预设的延迟时间为500～550ms。
这里，当确定辅助触点信息未断开时，说明预充电接触器依然在向目标变频器进行充电操作，但是此时目标变频器已经充电完毕，无需再进行充电了，因此需要输出报警信号，提示工作人员。
作为一种可选的实施例，所述当所述移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，方法还包括：
当所述预充电接触器对所述目标变频器直流母线电容预充电结束时，采集所述变频器输出的整流负载电流；
当确定所述整流负载电流大于预设的最大限流值或小于预设的最小限流值时，输出报警信号至上位机，提示工作人员更换目标变频器的电网电压识别板或者更换变频器的电流控制板。其中，因每个炼钢系统中的最大限流值、最小限流值可能是不同的，因此需要根据实际情况进行确定，本实施例中最大限流值为32A，最小限流值为22A。
另外，若目标氧枪一直处于备用位，若忘记对目标氧枪的目标变频器进行分闸，也会导致目标变频器损耗。因此，方法还包括：
当所述目标氧枪从所述工作位向所述备用位移动时，采集目标氧枪的工作位限位信号，当所述工作位限位信号与第二基准信号不一致时，控制所述目标氧枪对应的变频器进行分闸操作，使得所述变频器的直流母线处于失电状态。
具体地，当目标氧枪处于工作位时，工作位限位信号为高电平，工作位对应的第二基准信号也为高电平，此时工作位限位信号与第二基准信号保持一致。当目标氧枪从工作位向备用位开始移动时，此时工作位限位信号为低电平，与第二基准信号不一致，此时控制目标氧枪对应的变频器进行分闸操作，避免目标变频器一直处于合闸状态导致变频器损耗。
需要说明的是，当目标氧枪处于备用位时，若需要对目标氧枪进行检修，可以对目标变频器进行手动合闸，将氧枪降低至检修台上，对目标氧枪进行检修即可。
基于同样的发明构思，本申请还提供了一种变频器的预充电控制装置，详见实施例二。
实施例二
本实施例提供一种变频器的预充电控制装置，参考图3，装置包括：采集单元31及控制单元32；其中，
一般来说，为了避免氧枪长时间在转炉内吹氧导致氧枪被炉渣包裹，损坏氧枪，每座炼钢转炉配有两套氧枪，每套氧枪同时配备一套氧枪提升装置，氧枪提升装置是通过相应的变频器进行控制的，进而来控制氧枪的升降。参考图2，当第一氧枪在工作位，那么第二氧枪就在备用位；同样的，当第二氧枪工作完成后，对下一炉钢水进行过冶炼时，需要通过相应的氧枪横移设备对第一氧枪和第二氧枪进行位置交换，横移就位。
本实施例中，目标氧枪可以为第一氧枪也可以为第二氧枪。当目标氧枪从备用位向工作位移动时，说明目标氧枪需要进入工作状态，那么需要对目标氧枪的变频器进行预充电操作。具体实施如下：
采集单元31用于：采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长。
这里，当目标氧枪在备用位时，备用位限位信号为高电平，备用位对应的第一基准信号为是高电平；当目标氧枪从备用位向工作位移动时，备用位限位信号会转换为低电平时，此时备用位限位信号与第一基准信号未保持一致，那么此时获取目标氧枪的第一移动时长。
作为一种可选的实施例，获取目标氧枪的第一移动时长，包括：
获取目标氧枪的移动速度及移动距离；
根据所述目标氧枪的移动速度及移动距离确定第一移动时长。
这里，可以利用位移传感器确定出目标氧枪的移动距离，移动速度是预先设定的。目标氧枪在移动过程中，目标氧枪对应的变频器保持分闸状态。
当第一移动时长达到预设的运行时长时，说明目标氧枪已经接近工作位，此时控制单元32需要为目标氧枪对应的目标变频器进行预充电。一般来说，2～4s可以完成预充电操作，因此预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s。那么当目标氧枪到达工作位时，目标变频器已经完成了预充电工作，避免目标氧枪到达工作位手动合闸对目标变频器预充电后，立即对氧枪执行升降操作造成目标变频器故障或损坏。这里，所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作。
举例来说，当总时长为144s时，第一移动时长为140s时，就需要为目标变频器进行预充电。具体地，控制单元32向目标变频器发送充电指令，目标变频器控制目标变频器对应的预充电接触器得电，预充电接触器用于对目标变频器的直流母线电容进行预充电。
作为一种可选的实施例，所述当所述移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，采集单元31还用于：
当所述预充电接触器对所述目标变频器的直流母线电容预充电结束，且到达预设的延迟时间时，采集所述预充电接触器的辅助触点信号；
输出单元33用于当确定所述辅助触点信息未断开时，输出报警信号至上位机。其中，预设的延迟时间为500～550ms。
这里，当确定辅助触点信息未断开时，说明预充电接触器依然在向目标变频器进行充电操作，但是此时目标变频器已经充电完毕，无需再进行充电了，因此需要输出报警信号，提示工作人员。
作为一种可选的实施例，所述当所述移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，采集单元31还用于：
当所述预充电接触器对所述目标变频器直流母线电容预充电结束时，采集所述变频器输出的整流负载电流；
输出单元32还用于：当确定所述整流负载电流大于预设的最大限流值或小于预设的最小限流值时，输出报警信号至上位机，提示工作人员更换目标变频器的电网电压识别板或者更换变频器的电流控制板。其中，因每个炼钢系统中的最大限流值、最小限流值可能是不同的，因此需要根据实际情况进行确定，本实施例中最大限流值为32A，最小限流值为22A。
另外，若目标氧枪一直处于备用位，若忘记对目标氧枪的目标变频器进行分闸，也会导致目标变频器损耗。因此，采集单元31还用于：
当所述目标氧枪从所述工作位向所述备用位移动时，采集目标氧枪的工作位限位信号，控制单元32还用于：在所述目标氧枪的工作位限位信号与第二基准信号不一致时，控制所述目标氧枪对应的目标变频器进行分闸操作，使得所述目标变频器的直流母线处于失电状态。
具体地，当目标氧枪处于工作位时，工作位限位信号为高电平，第二基准信号也为高电平，此时工作位限位信号与第二基准信号保持一致。当目标氧枪从工作位向备用位开始移动时，此时工作位限位信号为低电平，与第二基准信号不一致此时控制目标氧枪对应的变频器进行分闸操作，避免目标变频器一直处于合闸状态导致变频器损耗。
需要说明的是，当目标氧枪处于备用位时，若需要对目标氧枪进行检修，可以对目标变频器进行手动合闸，将氧枪降低至检修台上，对目标氧枪进行检修即可。
这里，本实施例中的采集单元31、控制单元32可以由PLC控制器实现。
本发明实施例提供的变频器的预充电控制方法及装置能带来的有益效果至少是：
本发明实施例提供一种方法变频器的预充电控制方法及装置，方法包括：当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s；如此，当目标氧枪从备用位向工作位移动时，当所第一移动时长达到预设的运行时长，开始向目标变频器的直流母线电容进行预充电，而因预设的运行时长小于总时长2～4s，也就是说预充电的时长为2～4s，这样，在目标氧枪到达工作位时，已经对目标变频器预充电完毕，此时再变频器再对氧枪执行升降操作，不会造成变频器损耗，减小变频器的故障率，提高变频器的使用寿命；并且，当目标氧枪到达备用位时可以立即将目标氧枪对应的变频器执行分闸操作，避免变频器一直处于备用位时忘记合闸带来的损耗。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变频器的预充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号与第一基准信号未保持一致时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；
当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，
所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s；其中，
所述方法还包括：
当所述目标氧枪从所述工作位向所述备用位移动时，采集目标氧枪的工作位限位信号，当所述工作位限位信号与第二基准信号未保持一致时，控制所述目标氧枪对应的目标变频器进行分闸操作，使得所述目标变频器的直流母线处于失电状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，包括：
当所述预充电接触器对所述目标变频器直流母线电容预充电结束时，采集所述变频器输出的整流负载电流；
当确定所述整流负载电流大于预设的最大限流值或小于预设的最小限流值时，输出报警信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制所述目标变频器对应的预充电接触器得电后，包括：
当所述预充电接触器对所述目标变频器的直流母线电容预充电结束，且到达预设的延迟时间时，采集所述预充电接触器的辅助触点信号，当确定所述辅助触点信息未断开时，输出报警信号。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的延迟时间为500～550ms。
5.一种变频器的预充电控制装置，其特征在于，所述装置包括：
采集单元，用于当目标氧枪从备用位向工作位移动时，采集所述目标氧枪的备用位限位信号，当所述备用位限位信号消失时，获取所述目标氧枪的第一移动时长；
控制单元，用于当所述第一移动时长达到预设的运行时长时，控制目标变频器对应的预充电接触器得电，所述预充电接触器用于对所述目标变频器的直流母线电容进行预充电；所述目标变频器用于控制所述目标氧枪的升降动作；其中，
所述预设的运行时长小于所述目标氧枪从所述备用位至所述工作位移动的总时长2～4s；
所述采集单元还用于：
当所述目标氧枪从所述工作位向所述备用位移动时，采集目标氧枪的工作位限位信号；
所述控制单元还用于：在所述工作位限位信号与第二基准信号未保持一致时，控制所述目标氧枪对应的目标变频器进行分闸操作，使得所述目标变频器的直流母线处于失电状态。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：输出单元；所述采集单元还用于：
当所述预充电接触器对所述目标变频器直流母线电容预充电结束时，采集所述变频器输出的整流负载电流；
所述输出单元用于：当确定所述整流负载电流大于预设的最大限流值或小于预设的最小限流值时，输出报警信号。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述采集单元还用于：
当所述预充电接触器对所述目标变频器的直流母线电容预充电结束，且到达预设的延迟时间时，采集所述预充电接触器的辅助触点信号；
输出单元还用于：当确定所述辅助触点信息未断开时，输出报警信号。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设的延迟时间为500～550ms。
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