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變頻器在起重機中的應(yīng)用

 1 引言
   隨著社會的進步,工業(yè)自動化產(chǎn)品的性能日益加強,而價格也因電子技術(shù)的高速發(fā)展而不斷下降。對原有設(shè)備的電氣控制可以以高性價比進行改進,通過采用先進的控制技術(shù)和驅(qū)動技術(shù),使設(shè)備的運行更加節(jié)能,高效,安全,可靠。
   作者在為廣茂D2230型,D4070型兩臺浮塢門座式起重機電控部分運用當前的控制技術(shù)進行設(shè)計,產(chǎn)品投入運行兩年來實現(xiàn)零故障運行,更在高效節(jié)能方面為客戶創(chuàng)造了利潤。
  
  2 系統(tǒng)控制方案
  2.1控制系統(tǒng)功能要求
   本文僅以D2230型浮塢門座式起重機為例介紹,應(yīng)用于上海船廠碼頭貨物搬運。
  額定載重量22噸;變頻提升電機額定功率75KW;額定提升速度30米/分,10噸以下為輕載,輕載時運行速度≤30米/分;非輕載時運行速度≤15米/分,要求滿足連續(xù)重載工作的需要;必要的硬件安全保護;對系統(tǒng)運行相關(guān)參數(shù)進行監(jiān)視記錄
  2.2 硬件設(shè)計
  針對系統(tǒng)控制要求,主要控制器件配置如下:
  1 電機驅(qū)動選用日本安川VS616G5-4110矢量型變頻器,配以PG-B2速度控制卡;
  2 可編程控制器選用日本三菱FX2N-48MR型;
  3 變頻電機應(yīng)控制要求預裝1024P/R增量型光電旋轉(zhuǎn)編碼器;
  4 運行監(jiān)視記錄設(shè)備選用日本三菱FX-50DU-TK-C型觸摸屏;
  5 五檔速度給定的主令頭;
  6 制動電阻按額定功率的三倍選配。
  2.3工作原理
   系統(tǒng)上電后,在無故障反饋情況下,司機室駕駛員給出操作指令,PLC程序根據(jù)指令首先發(fā)定向指令給變頻器,并監(jiān)視變頻器輸出力矩達到啟動開剎車力矩值時打開剎車,然后按操作指令以各檔速度運行,輕載速度≤30米/分,重載速度≤15米/分;運行全程故障監(jiān)視,輕故障聲光提示,重故障緊急停機。
   電機運行速度由PG光電編碼器反饋給變頻器,構(gòu)成速度反饋閉環(huán)電流矢量控制,從而達到高精度速度控制和力矩控制;通過PG-B2卡監(jiān)視輸出分頻到PLC高頻脈沖輸入端子,用于程序中的速度控制與監(jiān)視。運行數(shù)據(jù)及歷史記錄通過RS422串行通訊接口傳送到觸摸屏用于監(jiān)視。
  2.4軟件設(shè)計
  1. PLC程序分兩部分:其一為主起升吊鉤搬運貨物的主流程運行控制,其中的關(guān)鍵是把主令頭的運行及速度指令邏輯轉(zhuǎn)換為三位二進制輸出給變頻器多段速輸入端;以及對PG-B2卡分頻輸入的脈沖用SPD脈沖速度計算指令配合變頻器分頻參數(shù)F1-06及電機轉(zhuǎn)速換算為以米/分為單位的數(shù)據(jù);其二為PLC與觸摸屏的接口程序,在PLC中為觸摸屏設(shè)立數(shù)據(jù)讀取區(qū)及相關(guān)狀態(tài)標志,用于觸摸屏的監(jiān)視.
   觸摸屏監(jiān)視畫面組態(tài):為便于駕駛員對運行狀況能更詳細準確的把握,以及便于工作人員對系統(tǒng)的維護,觸摸屏監(jiān)視畫面組態(tài)具備運行畫面自動切換及歷史故障記錄。
  
  結(jié) 論
  該系統(tǒng)從設(shè)備選型,設(shè)計,安裝調(diào)試到投入運營,在短時間內(nèi)順利完成,運行效果良好,達到了用戶的預期目標,運行兩年來無故障,受到了用戶的好評。為企業(yè)創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟效益,極具推廣價值。
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本文標簽:變頻器在起重機中的應(yīng)用
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