FX_(ON)型PLC控制的電力拖動系統(tǒng)在冶金起重機(jī)中的應(yīng)用

 

    轉(zhuǎn)子串接電阻調(diào)速，機(jī)械特性炊，負(fù)載變化時(shí)，運(yùn)行不平穩(wěn)，又由于運(yùn)行中電阻長期發(fā)熱，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

 

    由于各接觸器多在大電流狀態(tài)下頻繁分?jǐn)?、吸合，造成電網(wǎng)高次諧波污染嚴(yán)重，電網(wǎng)功率因數(shù)低。

 

    要解決上述問題，利用繼電器-接觸器控系統(tǒng)在100T橋式起重機(jī)應(yīng)用表明，能夠很好地解決以上問題。

 

    統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能PLC控制的變頻拖動系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)100T橋式起重機(jī)大車、主小車、副小車、主鉤、副鉤電機(jī)都需獨(dú)立運(yùn)行，主鉤、大車、主小車各為兩臺電動機(jī)同時(shí)驅(qū)動，副小車、副鉤各為一臺電動機(jī)驅(qū)動，整個(gè)系統(tǒng)有8臺電動機(jī)運(yùn)行。為保證各部分安全運(yùn)行互不影響，采用6臺變頻器拖動，并由5臺PLC分別加以控制的硬件冗余結(jié)構(gòu)，詳見。

 

    PLC控制的變頻拖動系統(tǒng)的功能介紹2.2.1可編程序控制器（PLC）功能PLC接受主令控制器的速度控制信號，該信號為數(shù)字量控制信號，信號電平為AC220V.這些控制信號包括：主令控制器發(fā)出的正、反轉(zhuǎn)及調(diào)速控制信號、電機(jī)過熱保護(hù)信號、安全限位信號及。net動止停啟停急PLC控制變頻拖動系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖式輸入。PLC針對這些信號完成系統(tǒng)的邏輯控制功能，并向變頻器發(fā)出啟、停、正、反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制信號，使電動機(jī)處于所需工作狀態(tài)。

 

    接收PLC提供的控制信號，并按設(shè)定向電機(jī)輸出可變頻、變壓的電源，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。

 

    操作者按要求通過主令控制器向PLC發(fā)出各種控制信號。

 

    起重機(jī)下放重物時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，由于重力加速度的原因，電機(jī)處于再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并存儲到電壓型變頻器的濾波電容器的兩端，使直流電壓不斷上升，甚至能夠擊穿電器絕緣，當(dāng)電壓升高到設(shè)定值時(shí)，接入泄能電阻來消耗直流電路這部分能量，保證電器安全運(yùn)行。

 

    根據(jù)變頻器提供的不同電源，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。采用YZR系列電機(jī)，去掉集電環(huán)、碳刷，將其轉(zhuǎn)子回路短接，可降低設(shè)備改造費(fèi)用。

 

    3PLC控制的電力變頻拖動系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及應(yīng)用起重機(jī)大車、主小車、副小車、主鉤、副鉤電機(jī)分別由不同的PLC控制。大車、主小車、副小車、副鉤電機(jī)都運(yùn)行在電動工作狀態(tài)，變頻器及PLC之間的控制結(jié)構(gòu)及軟、硬件實(shí)現(xiàn)基本相同。而2臺主鉤電機(jī)分別由2臺變頻器提供變頻電源，但這2臺變頻器受同一PLC控制，保證2臺電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。主鉤電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)有電動、反接制動、再生制動等狀態(tài)，變頻器及PLC之間的控制結(jié)構(gòu)及軟、硬件實(shí)現(xiàn)較大、小車、副鉤類復(fù)雜。以主鉤電機(jī)PLC控制變頻拖動系統(tǒng)為例來說明，具體參見PLC控制主鉤電力變頻拖動系統(tǒng)工作過程及軟件設(shè)計(jì)駕駛室及橫梁欄桿門關(guān)好后，123安全開關(guān)常閉觸點(diǎn)打開。急停開關(guān)斷開，主令控制器置于零位，此時(shí)才能按下啟動按扭，接通電源。

 

    當(dāng)主令控制器置于上升控制檔位時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)速度檔位，控制變頻器輸出不同電壓頻率的電源，達(dá)到調(diào)速的目的。當(dāng)主令控制器置于下降控制5檔且滿負(fù)荷時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，此時(shí)電機(jī)處于反接制動狀態(tài)。當(dāng)主令控制器置于下降控制4檔且負(fù)載較重時(shí)，為強(qiáng)制下降階段，電機(jī)反轉(zhuǎn)，在重力加速度作用下，電機(jī)就會進(jìn)入再生制動狀態(tài)。另外，當(dāng)由穩(wěn)定高速向低速換檔極快時(shí)，也會出現(xiàn)這種情況。當(dāng)主令控制器置于下降控制3至1檔時(shí)，電機(jī)以不同的速度反轉(zhuǎn)，電機(jī)處于電動狀重物急速下降，繼續(xù)采用原來的三相液壓制動器。

 

    在緊急情況下，可按下急停按扭，一方面機(jī)械制動器動作，另一方面，將變頻器緊急停機(jī)控制端EMS接通，變頻器停止工作。實(shí)際中，主鉤變頻器因故障跳閘，或電機(jī)過載，熱元件動作，在故障排除后，可按下復(fù)位按扭，接通變頻器復(fù)位控制端RST，使變頻器恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。

 

    PLC控制主鉤變頻拖動系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)PLC對變頻器控制滿足運(yùn)行要求，必須從起重設(shè)備的工作過程、設(shè)備特點(diǎn)、安全要求出發(fā)，結(jié)合PLC控制特點(diǎn)，編制PLC控制程序。主鉤PLC控制系統(tǒng)梯形圖見。

 

    PLC控制系統(tǒng)梯形。1.3PLC控制主鉤變頻拖動系統(tǒng)的速度設(shè)定實(shí)際中用3個(gè)中間繼電器來控制速度檔位，分別向變頻器X1、X2、X3端子提供不同速度控制信號，通過變頻器設(shè)定不同的對應(yīng)速度，共可提供8檔速度。而橋式起重機(jī)實(shí)際有5檔速度，中間繼電器狀態(tài)、變頻器的控制端子X1、X2、X3狀態(tài)與對應(yīng)速度設(shè)定頻率值如表1所示。其中“0”表示繼電器失電，“1”表示繼電器得電。從表中看出，1至5檔為均勻調(diào)速，設(shè)備運(yùn)行中不存在明顯的機(jī)械沖擊，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。

 

    表1速度-頻率檔次設(shè)定及繼電器狀態(tài)對照表速度檔次頻率設(shè)定/Hz把PLC控制的變頻拖動系統(tǒng)應(yīng)用到橋式起重機(jī)，各電機(jī)各檔速度、加速時(shí)間、制動時(shí)間都可根據(jù)實(shí)際工況條件設(shè)定，而且十分方便。

 

    從運(yùn)行結(jié)果來看，負(fù)載變化時(shí)，速度運(yùn)行平穩(wěn)。設(shè)備故障率大幅度降低，電機(jī)燒損明顯減少，同時(shí)減少對電網(wǎng)高次諧波的影響。*重要的是，設(shè)備檢修時(shí)排除故障的速度明顯加快，設(shè)備維護(hù)量減少。另外，由于不使用電阻器起動調(diào)速，對節(jié)約能源也起到積極作用。

 

    本文以PLC控制的主鉤變頻器拖動系統(tǒng)為例予以說明，對大車、主小車、副小車、副鉤等只須根據(jù)實(shí)際情況稍加修改即可。同時(shí)這種控制結(jié)構(gòu)也可推廣應(yīng)用到其他橋式起重機(jī)。