PLC與變頻器在橋式起重機系統改造中的應用

tags:    時間:2014-03-11 13:59:57
PLC與變頻器在橋式起重機系統改造中的應用簡介
    摘 要:針對橋式起重機傳統電控系統存在的問題,結合現場生產實際,利用 PLC 和變頻器進行改造,取得了很好的效果,具有較強的推廣價值。   關鍵詞:橋式……
PLC與變頻器在橋式起重機系統改造中的應用正文
    摘 要:針對橋式起重機傳統電控系統存在的問題,結合現場生產實際,利用 PLC 和變頻器進行改造,取得了很好的效果,具有較強的推廣價值。

關鍵詞:橋式起重機 PLC 變頻器



1 引言

隨著生產規模的擴大,作為物料搬運重要設備的橋式起重機在現代化生產過程中應用越來越廣,作用越來越大,對橋式起重機的要求也越來越高。橋式起重機能否正常工作直接影響車間生產、設備檢修等任務的完成以及人身、設備的安全。由於橋式起重機在作業現場,其工作環境相當惡劣,而且重載下頻繁啟動,制動,反轉,變速等操作,還要求有一定的調速範圍,所以傳統的繼電控制和串電阻調速已呈現出諸多缺點,對這類設備的系統改造已十分必要。

2 橋式起重機傳動控制存在的問題

目前我公司多數橋式起重機大車、小車、主卷、副卷電機均採用繞線型非同步電動機,轉子二次側串電阻調速,由於反覆短時運行,制動頻繁,現場灰塵大,環境差,電機碳刷磨損快、滑環間容易短路放炮。並且電機的正反轉加速控制均採用交流接觸器和時間繼電器,交流接觸器線圈經常燒壞,天車司機使用凸輪控制器進行操作時,由於長時間運行,控制器磨損大,操作極不方便,且維護量大,控制線路複雜,給正常生產,日常維護帶來許多不便等問題。

3 改造方案

隨著電力電子技術的飛速發展,變頻器+PLC控制技術日趨成熟,為在橋式起重機傳動系統種的應用提供了有利條件。

控制系統設計運用PLC、變頻器進行改造,操作簡單,運行可靠,故障減少。目前生產的高性能矢量控制變頻器,具有可靠好,多功能,低噪音等優點。通過對電機磁通電流和轉矩電流的解耦控制,實現了轉矩的快速響應和準確控制,能以很高的控制精度進行寬範圍的調速運行。

可編程序控制器是一種新型的具有極高可靠性的通用工業自動化控制裝置,它以微處理器為核心,有機地將微型計算機技術、自動控制枝術及通用技術融為一體,具有控制能力強、可靠性高、配置靈活、編程簡單、使用方便、易於擴展等優點,是當今及今後工業控制的主要手段和重要的自動化控制設備。可以這樣說,到目前為止,無論從可靠性上,還是從應用領域的廣度和深度上,沒有任何一種控制設備能夠與PLC相媲美。

由於西門子S7-300PLC可編程式控制制器具有結構緊湊、防塵、集成度高等特性。富士系列變頻器具有無速度感測器矢量控制技術,當變頻器有0.5Hz輸出時即有150%以上的高起動轉矩,保證懸空起動及低速運轉時的電機力矩。速度調速偏差小。在提升設備中對防止「滑落」有很好的效果,適合於橋式起重機控制系統。

改造后的電控系統採用一台PLC進行系統控制,採用四台變頻器及相關部件進行拖動系統的控制。

3.1PLC選型及設計

將起重機電控設備輸入、輸出信號接入PLC的I/O模塊,同時根據實際工況對PLC進行合理編程。

(1)PLC具有閉鎖啟動功能,司機在啟動設備前必須把主令控制器全部切至零位、進出門的門限開關到位,才能接通主電源。操作主令開關上有設備狀態指示屏,顯示設備的當前狀態及各種故障信息。

(2)主、副鉤有鋼絲繩提升限位、重鎚限位、超重限位保護,大車、小車有行程開關保護,各個設備的保護動作隻影響設備本身的動作。

(3)所有的變頻器的故障信號都接入PLC,任何變頻器出現故障隻影響本拖動的動作。

(4)吊鉤升降與小車前行和後退、大車左行和右行有操作互鎖。

(5)主鉤、副鉤、大車、小車速度由主令開關檔位切換,可實現平穩切換。

(6)禁止司機利用打反車來對大車和小車進行定位。

3.2變頻器的選型

橋式起重機的電氣傳動系統有大車電機四台、主小車電機兩台、副小車電機一台、主鉤提升電機兩台、副鉤提升電機一台,這次改造總的思路是用七台變頻器來控制十台電機,實現重載啟動,變頻調速。變頻器採用ABB公司ACS-800變頻器,為了減少平移過程中可能造成的瞬間斷電影響,給每一台變頻器增加一台進線電抗器。變頻器在電機制動時,會出現電機處於再發電運行狀態,變頻器就需制動電阻耗散這部份能量,由於變頻調速系統在重物下降時及電機制動時,會出現電機處於再生髮電運行狀態,因此需要在變頻器直流迴路內接制動電阻消耗這部分再生電能,同時使電機的制動能力提高,且使運動中的大、小車和吊鉤迅速而準確地將轉速降為零。

4 結束語

控制系統運用PLC、變頻器改造以後,操作簡單,運行可靠,維護方便,減少了交流接觸器和時間繼電器等電氣元件,不僅節約了檢修費用,並且提高了設備安全穩定可靠性。實踐證明:PLC、變頻技術在橋式抓鬥起重設備上的應用技術上是切實可行的,效果也較為顯著,基本達到預期目標。

參考文獻:

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