PLC-變頻器在起重機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用
引言
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/161450.htm 起重行業(yè)采用PLC-變頻器調(diào)速在近幾年逐漸得到推廣和普及,尤其在大型起重設(shè)備上,用PLC程序控制取代傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制;用變頻調(diào)速取代繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速;用變頻電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)取代繞線電機(jī),再配合先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和人機(jī)界面系統(tǒng),提高了設(shè)備控制精度和穩(wěn)定性,降低了故障率,且節(jié)能效果顯著,易于檢修維護(hù),成為提高企業(yè)生產(chǎn)效率的好途徑。
控制方案
某重型機(jī)械制造大件分廠,承擔(dān)著所有大件設(shè)備裝配、定位、對(duì)接等任務(wù),對(duì)起重機(jī)性能要求很高,所用一臺(tái)QD250/50t橋式起重機(jī)采用了siemens S7-400 PLC、ABB變頻器、觸摸屏等高性能配置,應(yīng)用了先進(jìn)的Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、帶編碼器反饋的直接轉(zhuǎn)距控制方式、及先進(jìn)的人機(jī)界面系統(tǒng)。
橋式起重機(jī)分為主鉤、副鉤、大車、小車等四部分.因主起升機(jī)構(gòu)在起重機(jī)應(yīng)用上最為典型,控制也最為復(fù)雜,故本章以主起升為例詳細(xì)介紹其控制方式。
1、PLC
整個(gè)系統(tǒng)以S7-400 PLC作為電控核心,主要有電源模塊、CPU、輸入輸出模塊及接口模塊等組成。輸入模塊采集由限位開關(guān)、熱敏電阻、變頻器故障反饋等設(shè)備的信號(hào)狀態(tài);接收主令控制器、按鈕開關(guān)發(fā)出的控制指令,集中在CPU中進(jìn)行運(yùn)算,并將程序運(yùn)算結(jié)果通過(guò)輸出模塊和Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線傳送給接觸器和變頻器等執(zhí)行設(shè)備,從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、液壓抱閘、冷卻風(fēng)機(jī)等完成各種生產(chǎn)任務(wù)。
2、Profibus串行通訊現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)
Profibus是一種開放式串行通訊標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在各類自動(dòng)化元件之間互相交換。在本系統(tǒng)中以S7-400作為主站,以各機(jī)構(gòu)變頻器作為從站,通過(guò)DP接口模塊和RS485屏蔽雙絞線進(jìn)行數(shù)據(jù)快速實(shí)時(shí)交換。
設(shè)置變頻器通訊參數(shù):
98.02=fieldbus 激活通迅模塊
51.01= Profibus-DP 選擇現(xiàn)場(chǎng)總線類型
51.02=3 設(shè)置主升變頻器站地址
51.03=1500 選擇通迅?jìng)鬏斔俾蕿?.5Mbit/s
51.04=PPO4 選擇數(shù)據(jù)傳輸類型4(6個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊)
作為主站的PLC中央處理器從從站讀取各種輸入狀態(tài)信息,即從變頻器讀出主升狀態(tài)字和實(shí)際值,包括變頻器準(zhǔn)備好、上電應(yīng)答、運(yùn)行、轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證OK、變頻器故障、電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速等信息;并將各種輸出信息寫入從站,即將控制字和速度給定寫入變頻器。包括通訊檢測(cè)位、來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)總線的PLC系統(tǒng)的Drive on、來(lái)自上位系統(tǒng)的啟動(dòng)信號(hào)、故障復(fù)位信號(hào)及實(shí)際頻率給定等。使復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)換、監(jiān)控、反饋過(guò)程全部通過(guò)Profibus鏈的數(shù)據(jù)傳輸、和CPU的快速集中處理輕松實(shí)現(xiàn)。
3、先進(jìn)的人機(jī)界面系統(tǒng)
TP270觸摸屏和PLC之間也采用Profibus總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換,實(shí)時(shí)地顯示和監(jiān)控各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)及電壓、電流、轉(zhuǎn)矩、速度等運(yùn)行參數(shù),并能利用自身故障實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行判斷,記錄故障時(shí)的各種參數(shù),這樣,操作人員和檢修人員就可以全面及時(shí)地了解系統(tǒng)的狀態(tài),并可按提示的故障信息去檢查和維修,達(dá)到準(zhǔn)確、快速排除故障的效果,真正實(shí)現(xiàn)了人機(jī)智能化。
4、變頻調(diào)速系統(tǒng)
1)起升工況及要求
起升機(jī)構(gòu)要求較大的調(diào)速比和較硬的機(jī)械特性,以適應(yīng)重物的精確吊裝要求;要求有大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,優(yōu)異的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)能力,以適應(yīng)負(fù)載突變,保證重載二次起升的能力;必須解決好再生制動(dòng)狀態(tài)的能量回饋與處理,以縮短減速停車時(shí)間;必須解決好溜鉤問(wèn)題。
2)變頻功能應(yīng)用
根據(jù)起升機(jī)構(gòu)特性和技術(shù)要求,變頻器采用帶測(cè)速反饋接口的800系列變頻器,配合ACC 7.2專用提升軟件,形成閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制,通過(guò)預(yù)勵(lì)磁功能和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定,使電機(jī)啟動(dòng)瞬間力矩最高可達(dá)300%,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的啟動(dòng)特性.內(nèi)置制動(dòng)斬波器,外接制動(dòng)電阻,使制動(dòng)過(guò)程中的產(chǎn)生的再生能量通過(guò)制動(dòng)電阻得到釋放,達(dá)到快速制動(dòng)的目的。使用機(jī)械制動(dòng)控制功能,使電機(jī)轉(zhuǎn)矩釋放和制動(dòng)器緊密配合,更好地提高了設(shè)備的安全性,承受頻繁起動(dòng)沖擊的能力及可靠性也大為增加。
評(píng)論