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“K”系列CST驱动SLC控制系统&液压系统用户手册由于不正当的使用设备会造成危及人员和设备安全的事故，因而必须按照如下的正确操作规程进行操作.•罗克韦尔自动化动力系统(上海)有限公司的指定产品必须按照所提供的工程资料使用。•必须严格遵循正确的安装、维护和操作程序。•必须遵循说明书中的说明。•在正常情况下必须经常进行安全操作检查。•地方安全法规或规定中要求的安全装置或工艺规程应由用户自己提供，罗克韦尔自动化动力系统(上海)有限公司既不负责提供，也不承担任何责任。警告目录1介绍第一章系统综述1:1多机驱动系统控制1:6液压系统第二章液压系统2:1冷却系统2:3润滑系统2:5离合器控制系统2:7CST控制系统第三章概述3:1地面控制系统硬件配置3:1井下控制系统硬件配置3:2人机操作界面3:4CST控制选项3:5传送带配置屏幕3:6系统总览屏幕3:9安装第四章用户配线概述4:1皮带速度编码器4:4CST输出轴速度传感器4:6冷却系统4:7润滑系统&液压控制系统4:8参考文档4:9运行第五章概述5:1润滑油，过滤器5:2CST控制箱5:3维护第六章预防性维护6:1长期停车6:2过滤器更换6:2CST控制器6:4备件6:4Vicker比例阀/放大器校准步骤6:6F/I频率电流转换模块-校准6:11目录1故障诊断第七章简介7:1传送带报警状态屏幕7:2传送带停机故障状态屏幕7:3CST报警状态屏幕7:4CST停机故障屏幕7:5诊断SLC5/047:7PanelView显示错误代码7:8CST故障诊断及处理7:10A.LWGY型涡轮流量传感器B.隔爆兼本质安全型CST控制器产品说明书C.GS8000-EX系列隔离栅D.KG5007本安型矿用速度传感器附录第一章:简介1-1可控起动传输（CST）是用于大惯性负载平滑起动的多级减速齿轮装置，多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动。CST的主要结构包括减速齿轮箱、滑油冷却系统、液压系统和基于可编程控制器（PLC）的控制装置。图1.1a描述了CST系统的主要结构和工作原理。CST减速齿轮箱由三部分组成：输入轴齿轮组，输出轴行星齿轮组和离合器部分。输入轴的斜齿轮将电机的旋转运动传递到太阳轮上，并通过太阳行星轮之间的啮合将运动传递到与行星轮一体的输出轴上，驱动输出轴运动。图中放大部分详细说明了机械式离合器的工作原理。旋转板（动摩擦片）在外圈方向上通过键槽固定在齿圈/制动盘上，并随齿圈/制动盘同步旋转。静止板（静摩擦片）在内圈方向通过键槽固定在输出轴体上。内外两层摩擦片交叉布置，相互隔离。调整环形活塞上的液压，可控制摩擦片之间的压力，并导致摩擦片之间的间隙产生变化。环形活塞上未施加控制压力时，齿圈/制动盘处于自由运动状态，CST不传递运动。实际应用中，在带式输送机起动初期输出轴由于负载力矩作用而处于静止状态。当逐渐增大外部液压控制作用时，环形活塞将逐渐压紧离合器，由于摩擦作用齿圈/制动盘旋转速度将减慢；根据作用与反作用原理，与输出轴固定的摩擦片将受到反向作用力，当施加的控制压力能提供足够的起动力矩时，皮带机就起动了。调节活塞上的液压压力，可精确控制输入轴电机传送到CST输出轴的力矩。齿圈与输出轴的速度呈线性反比例关系，当齿圈静止时，输出轴将达到满速运行。冷却系统用于带走由于动摩擦片和静摩擦片相对运动所带来的损耗热量。冷却系统可以采用油/空气或油/水热交换器方式，通过相等容量冷却泵的运行，促使冷却油在CST油箱、热交换器和离合器之间循环流动以保证CST的安全运行。冷却泵可垂直或水平安装，如图1.1b和1.1c所示。液压系统通常由2级机械式液压泵、桥式液压整流阀组和比例阀组成。一级液压泵为低压泵，其流量较大，主要供CST轴承润滑并为二级泵提供输入压力；二级液压泵为高压泵，但流量较小，为桥式整流阀组提供较高的压力，以确保比例阀控制作用。综述图1.1a:CST系统结构gd630KCST减速齿轮箱第一章:简介1-2基于PLC的控制系统可对每台CST装置进行监视、控制和操作，并提供用户接口。采用CST的主要目的是为在起动过程加速阶段降低张力作用对皮带机带来不利影响，通过控制起动上升曲线，可减小皮带机空载或满载起动时带来的瞬时尖峰张力，从而得到一个满意的动态结果。在一些超长的带式输送机应用中，通过在上升曲线中增加一段缓冲特性来提升起动性能（参见图1.5）。缓冲特性确保皮带机在起动初始阶段逐渐的张紧，皮带机各部分单元在正常加速之前处于低速低起动力矩的运行状态，这降低了皮带机的应力作用。在一些超长、多模数皮带机应用中，皮带机内存储的动应力能量在制动过程中会出现反作用，产生尖峰应变力，甚至比起动过程产生的影响更大。在动态分析的基础上，尤其对停车失败或紧停制动这些状态下应力波的分析结果，需要为CST的停车过程提供一减速曲线。这种减速方式可通过在输入轴上安装飞轮系统进行解决，参见图1.1c所示。在大多数应用中，依靠与皮带机相连的驱动装置和电机的惯量，控制环形活塞压力也可得到这种特性。图1.1b:典型的630KVCST系统配置，包括主电机和垂直冷却泵第一章:简介1-3除了满足张力与速率控制要求之外，还必须防止瞬间负载冲击带来的不利影响。正如系统在突然起动时会提供瞬间冲击力矩一样，瞬间负载冲击同样会给机械部分带来过载影响。因而CST驱动系统应具有调整昀大输出力矩的功能，保护带式输送机各组成部分。根据以上要求，力矩限幅装置一般放置在驱动系统输出部分，如图1.1c所示。同等重要的是，力矩限幅的动态响应可消除带式输送机上浪涌负载对减速机和电机不利影响的可能性。多数超长的带式输送机系统采用了多机并行驱动的方式，要求所有运行状态下驱动装置之间均能实现负载的均衡分配，以降低负载影响。而基于皮带机的综合研究表明，造成负载波动和多驱动系统之间负载振荡的非周期性张力波，将严重危及低模数编织皮带机的动态张力控制。必须采取有效措施控制这部分无序的张力波，防止皮带机结合处、减速机构和其它一些机械部分出现故障。研究表明，采用低惯性驱动系统是控制和解决非周期张力波的有效措施，同时力矩控制部分（液压湿式离合器）也尽量要求低惯量以提高响应特性，因此力矩限幅装置一般被放置在了驱动输出端。CST所带来的另外一个优点是主电机可以在空载状态起动，从而减小了起动冲击电流并缩短了起动时间。同时允许操作员更灵活的带式输送机起停操作，而无需反复起停主电机。另一方面，也提高了CST控制的可操作性，这意味着多驱动并行系统中，在而不影响其它CST正常运行的情况下可临时离线处理（停止）某台CST的运行。图1.1c:典型的630KCST系统配置，包括主电机、水平冷却泵、制动盘和飞轮第一章:简介1-4传感器和变送器均属于CST的监控系统部分。对于典型的CST，需要监测机箱油温、润滑油压力、液压控制压力和输出轴速度，如图1.2所示。主电机功率信号从用户电机控制中心传送到PLC控制系统中，功率信号变送器标定为电机额定功率的0-150%。其它一些参数，例如皮带机速度（滑差）、皮带机张力、电机绕组温度以及电机和CST振动等，也可由PLC系统进行监控。PLC控制系统输出0-20mA用于比例阀（PCV）控制，PCV阀带有一脉宽调制型电流放大器，确保PCV阀芯线性开度。离合器摩擦片可在0-100%范围内响应控制压力，保证离合器压力与输出力矩的线性关系。这种关键特性允许精确的过载保护，以及在并行多驱动系统之间实现精确的负载平衡。对于“K”系列DodgeCST产品，采用了相同的液压和控制系统。针对不同的型号仅仅有部分硬件进行了调整。对于控制系统，主要在于作用于离合器的控制压力有所区别。控制系统压力分为两个范围，低压系统（300PSI）和高压系统（1000PSI）。以下是CST型号和离合器压力的对应关系：•280K系列CST—昀大离合器压力300PSI•420K系列CST—昀大离合器压力300PSI•630K系列CST—昀大离合器压力300PSI•750K系列CST—昀大离合器压力1000PSI•1120K系列CST—昀大离合器压力1000PSI•1950K系列CST—昀大离合器压力1000PSI_______________________________________________________具体请参照随机提供的DodgeCST系统图纸。________________________________________________________重要信息图1.2:630KVCST系统视图，包括液压阀组、接线箱、垂直冷却泵和其它部件第一章:简介1-5下表为各型号CST所对应的昀大额定参数。CST型号额定马力输出力矩（磅–英寸)280K&KR560280,000420K&KR840420,000630K1,400630,000750K&KR1,680750,0001120K&KR2,1001,120,0001950K3,5001,950,000以上额定马力所指在输入轴为1780rpm，减速比为18:1以及服务系数为1.0的状态下得到的数据。可应用的减速比在15.2:1至57.6:1之间。对于不同的CST型号，“K”代表输入输出轴为平行方式，“KR”代表输入轴相对输出轴成右转90度方式。后縀“V”代表冷却泵垂直安装方式，而“S”代表系统是设计为防爆结构（隔爆兼本安）。第一章:简介1-6多数超长带式输送机采用了多级驱动系统方式，要求驱动装置之间的负载平衡分配以减小皮带机各个部分的负载和应力影响。对于那些多于一个CST驱动装置的皮带机系统中，控制系统必须保证电机负载平衡分配。基于PLC的控制系统单机可昀多控制4台CST的运行。通过在多级驱动系统中配置主驱和从驱的方式可实现负载的平衡分配。嵌套的PID控制环节可实现低速滑行下力矩的精确控制。以下为一典型的2xCST驱动控制的例子，通过对此系统的分析可理解CST的控制方式。主驱和从驱的配置取决于齿轮减速比和滚筒的直径大小。为了达到良好的负载平衡控制特性，推荐使用从驱滚筒直径比主驱大3到4%的配置方式。任何情况下，从驱将跟随主驱自动调整状态，在不同的负荷下均能保持一致的输出功率。在典型的2xCST驱动控制中，处于尾部的操作员在确认皮带机安全自锁状态后向CST控制箱发出皮带机运行信号，如图1.3所示。以下阐述了带式输送机的运行状态：状态-0：待机状态CST控制系统在检测到以下状态完备后发出“备车”信号，操作员可起动带式输送机。带式输送机速度为0；离合器压力小于5％系统压力；系统无故障和报警状态。状态-1：起动状态在操作员发出带式输送机“起动”信号后，PLC中的控制程序将起动冷却泵和主电机。多机系统中，主电机起动间隔为5s以避开起动电流冲击。离合器压力将预压至10％，保证冷却油预先充满离合器摩擦片间隙。状态-2：预压状态多级驱动系统控制CST控制箱，配置有触摸屏控制面板图1.3:2xCST驱动配置，地面皮带机[OldBen煤矿-USA]第一章:简介1-7在离合器摩擦盘预压结束后，速度和功率PID闭环调节模块将切换到“自动/前馈”模式。逐渐增加各台CST压力PID闭环调节模块的输入设定，直至检测到皮带机起动为止。如果带式输送机系统具有独立制动单元，在离合器预压后CST控制系统应输出开关量或模拟量信号至制动单元以释放制动状态。状态-3：啮合状态在检测到皮带机速度3％时，皮带机就进入了啮合状态。在此状态下，速度PID设定逐渐上升，而功率PID模块处于功率平衡控制模式下，参见图1.4。正如前面所述，在检测到速度后，需利用一段缓冲特性来提升起动性能，缓冲期间速度将保持在5％左右。缓冲时间可在5~20s之间调整。状态-4：加速状态缓冲结束后，速度PID设定将按预设的“S”曲线上升至满速。加速时间可在30~300s之间进行调整，加速状态期间热交换器风机将起动运行。状态-5：满速状态在检测到皮带机速度95％时，系统进入满速运行状态，用户可起动加料设备。速度设定一般保持在98％或100％。主驱运行在恒速闭环控制模式上，而从驱处于功率平衡控制状态。运行期间，功率控制都