淺談PMU面板在鉆井工程中的功能及應用

童瑞坤

摘 要：PMU操作控制面板是在西門子系列變頻器中應用廣泛的一種操作控制面板，尤其在部分鉆機未配備公控機的情況下，PMU控制操作面板是唯一能與西門子變頻器進行人際交互的平臺，使用好PMU操作面板既可以及時了解變頻器工況，也可以進行變頻器參數修改，解決各類問題。本文闡述PMU操作控制面板在實際鉆井生產過程中對只讀參數的監控，故障及報警代碼分析判斷及設定參數中修改以滿足不同工況需求的應用可能。

關鍵詞：PMU操作面板 變頻器參數 實際應用

中圖分類號：TE242 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0070-02

1 使用環境簡介

石油鉆井行業使用的西門子6SE70/71系列變頻器為單傳動控制模式，PMU操作控制面板作為逆變器核心控制模塊CUVC板的基本配置，可以對修改各類參數，達到預定目的。

2 PMU操作控制面板介紹

PMU操作面板分為：顯示屏、上升鍵、反轉鍵、合閘鍵、確認鍵、分閘鍵、下降鍵幾個部分。操作面板可以顯示選擇參數的數值；上升鍵和下降鍵可用作更改設定參數的數值；確認鍵用作確認參數；合閘鍵和分閘鍵用作傳動系統接電和斷電功能。圖1是功能圖部分，表示PMU各面板按鍵對應開關量連接器的連接號。

3 變頻器參數解讀

PMU操作控制面板在日常鉆井過程中承擔的主要作用是讀取和修改變頻器矢量控制參數，矢量控制參數主要分為：rxxx 只讀參數（參數號小于1000）用作讀取變頻器工作狀態。如r002顯示速度的只讀參數，r006顯示直流母線電壓的只讀參數等；PXXX 設定參數（參數號小于1000）用作更改變頻器基本設置或修改功能對應的連接器連接號。如P053定義參數化所用接口的功能參數，P554讀入ON/OFF（啟停）指令的開關量連接器的BICO參數；nxxx只讀參數（參數號大于等于2000小于3000）；Uxxx設定參數（參數號大于等于2000小于3000）；FXXX 故障代碼顯示不同故障原因的對應代碼。出現時變頻器已無法正常工作。AXXX報警代碼 顯示變頻器報警原因對應代碼。出現時變頻器仍可工作。

4 PMU面板的實際應用

變頻器參數主要分為只讀參數、設定參數、故障代碼和報警代碼4種。讀取只讀參數通常用作于了解變頻器工況的，在日常巡檢中可以及時了解變頻器及電機的電壓、電流、速度、功率情況，便于發現問題。出現問題后，由只讀參數讀取故障代碼和報警代碼，便于分析故障原因，提高解決故障的時效。PMU面板通過修改設定參數可獨立完成特定工況下的特殊需求，如：（1）恢復出廠設置：如參數故障需要恢復CUVC板出廠設定時，可修改參數：P053=6選擇使用CBP通訊板、PMU操作控制面板、串行接口控制公用的模式；P060=2選擇菜單的功能參數選擇為固定設置；P366=0關閉轉差補償；P970=0開始參數復位。（2）參數優化：如設備使用一段時間出現磨損，或主從電機更換零件出現微量差異時可以進行參數優化：P060=5選擇系統設定；P071=400/600選擇變頻器使用電壓400/600V；P095=10選擇異步同步電機；P100=3/4選擇有無測速編碼器3無/4有；P101=400/600電機額定電壓400/600V；P102=556電機額定電流；P104=0.853電機效率；P107=33.5電機額定頻率；P108=653電機額定轉速；P113=3040電機額定轉矩；P114=0使用標準應用；P115=1自動參數設置；P130=10/11無編碼器/脈沖編碼器根據現場實際情況和P100對應選擇；P352=35頻率參考值；P383=0無電機熱保護；P452=150正向旋轉時最大頻率；P453=-150逆向旋轉時最大頻率；P060=1回到參數菜單；P462=20從靜止加速到參考頻率的時間；P464=20從參考頻率減速到靜止的時間；P115=2靜止狀態電機辨識，按PMU啟動按鈕啟動變頻器直到顯示O009，此時有電流流過電機切轉子會轉動，保證電機處于空擋運行；P115=4空載測量，按PMU啟動按鈕啟動變頻器直到顯示O009，此時有電流流過電機切轉子會轉動，保證電機處于空擋運行；P115=5調節優化器，按PMU啟動按鈕啟動變頻器直到顯示O009，此時有電流流過電機切轉子會轉動，保證電機處于空擋運行；出現O009后完畢。（3）主/旁路控制模式參數調整：井隊變頻器多采用兩套通訊控制系統，一套為PLC DP通訊協議總線控制（主），一套為串行接口總線控制（旁）。如CBP通訊板或CUVC觸點故障時，使用PUM面板通過更改連接器連接號更換觸電位置解決故障：如下例中PXXX.1為主控制回路，PXXX.2為旁路。P443.1=3002主給定通道設定為CBP板CHANNEL 02號端子K3002為模擬量輸入；P443.2=13主給定通道設定為CUVC板X102的17、18號端子為K0013模擬量輸入；如CBP板CHANNEL02或CUVC板17、18觸點損壞，可通過PMU控制面板修改P443.1或P443.2的連接器號調整至CBP板或CUVC板的備用觸點，確保其正常工作。（4）獨立驅動電機：如外部控制設備已拆除，但仍然需要變頻電機正常運作，確保特殊情況的鉆井作業時，可通過參數調整實現脫離司鉆空置房，由PMU面板獨立控制電機。設P053=6選擇使用CBP通訊板、串行接口總線、PMU操作面板；P554=5啟/?？刂七x擇開關量連接器B0005為PMU控制面板分合閘鍵；P443=58主給定通道選擇電動電位計模擬量連接器KK0058；P573=8增加電動電位計選擇開關量連接器BOOO8為PMU控制面板上升鍵；P573=9減少電動電位計選擇開關量連接器B0009為PMU控制面板下降鍵。由此可使用PMU控制面板滿足獨立驅動電機的要求。（5）實現邏輯功能：如外部控制系統缺失，邏輯功能無法實現時，西門子MASTERDRIVE系統提供的自由功能塊模組可以完成簡單邏輯的編程，可以提供包括零位鎖定，風機鎖定，死區等各種合閘條件的鎖定功能。如需實現零位、油泵與使能的鎖定，假設油泵由CBP板B3200開關量連接器接入，零位由CBP板B3205開關量連接器接入，使能由CBPB板B3100開關量連接器接入，使用自有功能塊中的與門U221，如圖2所示，U950.78=7激活該與門U221；U221.1=3100選擇一個與門條件使能信號；U221.2=3200選擇第二個與門條件油泵信號；U221.3=3205 選擇第三個與門條件零位信號；P554=601啟動信號連接與門生成的信號。只有當油泵啟動信號，零位信號，使能信號均滿足要求時，泥漿泵泵才能啟動，實現了連鎖功能。

5 結論

PMU面板作為西門子MASTERDRIVE變頻器配套的基礎操作控制面板有著強大的功能，能通過變頻器內部參數實現邏輯控制，工況監視，故障排查等許多強大的功能，還值得去深度挖掘，在部分設備為配備公共控制電腦的情況下應該用好PMU控制面板，為鉆井生產帶來便利。

參考文獻

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