隨著電力電子技術的發展,PLC、變頻器等自動化產品在電力拖動領域得到了廣泛應用。起重行業采用PLC-變頻器調速在近幾年逐漸得到推廣和普及,尤其在大型起重設備上,用PLC程序控製取代傳統的繼電-接觸器控製;用變頻調速取代繞線電機轉子串電阻調速;用(yong)變(bian)頻(pin)電(dian)動(dong)機(ji)或(huo)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)取(qu)代(dai)繞(rao)線(xian)電(dian)機(ji),再(zai)配(pei)合(he)先(xian)進(jin)的(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)技(ji)術(shu)和(he)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)係(xi)統(tong),提(ti)高(gao)了(le)設(she)備(bei)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing),降(jiang)低(di)了(le)故(gu)障(zhang)率(lv),且(qie)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)顯(xian)著(zhu),易(yi)於(yu)檢(jian)修(xiu)維(wei)護(hu),成(cheng)為(wei)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)的(de)好(hao)途(tu)徑(jing)。
某重型機械製造大件分廠,承擔著所有大件設備裝配、定位、對接等任務,對起重機性能要求很高,所用一台QD250/50t橋式起重機采用了siemens S7-400 PLC、ABB變頻器、觸摸屏等高性能配置,應用了先進的Profibus現場總線技術、帶編碼器反饋的直接轉距控製方式、及先進的人機界麵係統。
橋式起重機分為主鉤、副鉤、大車、小車等四部分.因主起升機構在起重機應用上最為典型,控製也最為複雜,故本章以主起升為例詳細介紹其控製方式。
1. PLC
整個係統以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、熱敏電阻、變頻器故障反饋等設備的信號狀態;接收主令控製器、按鈕開關發出的控製指令,集中在CPU中進行運算,並將程序運算結果通過輸出模塊和Profibus現場總線傳送給接觸器和變頻器等執行設備,從而驅動電動機、液壓抱閘、冷卻風機等完成各種生產任務。
2. Profibus串行通訊現場總線係統
Profibus是一種開放式串行通訊標準,該標準可以實現數據在各類自動化元件之間互相交換。在本係統中以S7-400作為主站,以各機構變頻器作為從站,通過DP接口模塊和RS485屏蔽雙絞線進行數據快速實時交換。
設置變頻器通訊參數:
98.02=fieldbus 激活通迅模塊
51.01= Profibus-DP 選擇現場總線類型
51.02=3 設置主升變頻器站地址
51.03=1500 選擇通迅傳輸速率為1.5Mbit/s
51.04=PPO4 選擇數據傳輸類型4(6個過程數據為一個標準塊)
作為主站的PLC中央處理器從從站讀取各種輸入狀態信息,即從變頻器讀出主升狀態字和實際值,包括變頻器準備好、上電應答、運行、轉矩驗證OK、變頻器故障、電動機實際轉速等信息;並將各種輸出信息寫入從站,即將控製字和速度給定寫入變頻器。包括通訊檢測位、來自現場總線的PLC係統的Drive on、來自上位係統的啟動信號、故障複位信號及實際頻率給定等。使複雜的信號轉換、監控、反饋過程全部通過Profibus鏈的數據傳輸、和CPU的快速集中處理輕鬆實現。
3. 先進的人機界麵係統
TP270觸摸屏和PLC之間也采用Profibus總線進行數據傳輸與交換,實時地顯示和監控各機構的運行狀態及電壓、電流、轉矩、sududengyunxingcanshu,bingnengliyongzishenguzhangshishizhenduanxitongduiguzhangxianxiangjinxingpanduan,jiluguzhangshidegezhongcanshu,zheyang,caozuorenyuanhejianxiurenyuanjiukeyiquanmianjishidilejiexitongdezhuangtai,bingkeantishideguzhangxinxiqujianzhaheweixiu,dadaozhunque、快速排除故障的效果,真正實現了人機智能化。
4. 變頻調速係統
1)起升工況及要求
起升機構要求較大的調速比和較硬的機械特性,以適應重物的精確吊裝要求;要求有大的起動轉矩,優異的動態轉矩響應能力,以適應負載突變,保證重載二次起升的能力;必須解決好再生製動狀態的能量回饋與處理,以縮短減速停車時間;必須解決好溜鉤問題。
2) 變頻功能應用
根據起升機構特性和技術要求,變頻器采用帶測速反饋接口的800係列變頻器,配合ACC 7.2專用提升軟件,形成閉環直接轉矩控製,通過預勵磁功能和啟動轉矩設定,使電機啟動瞬間力矩最高可達300%,實現了優異的啟動特性.內(nei)置(zhi)製(zhi)動(dong)斬(zhan)波(bo)器(qi),外(wai)接(jie)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu),使(shi)製(zhi)動(dong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)產(chan)生(sheng)的(de)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang)通(tong)過(guo)製(zhi)動(dong)電(dian)阻(zu)得(de)到(dao)釋(shi)放(fang),達(da)到(dao)快(kuai)速(su)製(zhi)動(dong)的(de)目(mu)的(de)。使(shi)用(yong)機(ji)械(xie)製(zhi)動(dong)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng),使(shi)電(dian)機(ji)轉(zhuan)矩(ju)釋(shi)放(fang)和(he)製(zhi)動(dong)器(qi)緊(jin)密(mi)配(pei)合(he),更(geng)好(hao)地(di)提(ti)高(gao)了(le)設(she)備(bei)的(de)安(an)全(quan)性(xing),承(cheng)受(shou)頻(pin)繁(fan)起(qi)動(dong)衝(chong)擊(ji)的(de)能(neng)力(li)及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)也(ye)大(da)為(wei)增(zeng)加(jia)。
3) 參數設置
99. 1=ENGLISH 選擇語言.
99. 2=CRANE 選擇起升專用宏.
99. 3=YES 複位為工廠設置.
99. 4=DTC 選擇直接轉矩控製.
99. 5=380V 設定電機額定電壓為380V.
99. 6=286A 設定電機額定電流為286A.
99. 7=50HZ 設定電機額定頻率為50HZ.
99. 8=722rpm 設定電機額定轉速為722轉/分.
99. 9=150KW 設定電機額定功率為150KW.
99.10=STANDARD 選擇標準旋轉型電機數據辯識.
10.1=DI1 設置數字輸入1為製動應答信號.
14.1=BRAKE LIFT 設置繼電器輸出1為機械製動控製.
14.2=WATCHDOG-N 設置繼電器輸出2為看門狗,當發生到通訊故障、製動斬波器故障、CPU阻塞等故障時切斷製動器輸出並急停.
14.3=FAULT 設置繼電器輸出3為故障輸出,當發生過電流、過電壓、過力矩、過載、過速度等故障時保護裝置動作.
20.1= -722rpm 設置最小轉速為-722轉.
20.2=722rpm 設置最大轉速為722轉.
20.6=OFF 關閉直流過電壓控製器.
21.1=CNST DC MAGN 設置啟動特性為恒定勵磁模式.
21.2=600ms 設置預勵磁時間為600ms.
27.1=ON 激活製動斬波器的控製.
27.2=ON 激活製動電阻器的過載保護功能.
30.4= FAULT 選擇電機過溫時的保護類型為故障跳閘停車.
30.10=FAULT 選擇電機缺相時的保護類型為故障跳閘停車.
30.11= FAULT 選擇電機發生接地故障時保護類型為故障跳閘停車.
30.12= FAULT 選擇現場總線與變頻器的通訊異常時的保護類型為故障跳閘停車.
50.1=1024 設定編碼器每轉的脈衝數為1024.
50.2=A_-_B_-_ 選擇對信號A、 B的所有邊沿計數並換算成速度.
50.3=FAULT 設定脈衝編碼器與編碼器接口模塊之間,或編碼器接口模塊與變頻器控製板之間檢測到通訊故障時的保護類型為故障跳閘停車.
50.5=TRUE 選擇將編碼器模塊的實際速度反饋用於速度和轉矩控製.
61.1=110% 設定當電機速度值超過額定速度的110%時,傳動將跳閘並顯示過速度故障.
62.1=TRUE 選擇激活轉矩監視功能.
64.1=FALSE 選擇控製方式為現場總線.
65.1= FALSE 選擇電機停止後隻在65.2的時間內保持勵磁.
65.2=5s 選擇電機停止後電機勵磁電流保持on的時間,在此時間內電動機保持勵磁並隨時準備快速重起.
66.1=TRUE 選擇轉矩驗證功能有效.
66.3=100% 選擇轉矩驗證有效值.在啟動時,隻有當電機力矩達到該值並通過驗證時才會發出抱閘打開指令.
67.1=2S 設定製動施加時間為2S,當停止時電機速度下降到零速值,抱閘開始閉合,在此時間內電機保持力矩,直至抱閘閉合完閉.防止重物下滑溜鉤.
67.2=2% 設定相對零速值為2%,在當實際速度達到該值以下時,製動器開始閉合.
67.09=P67.10 選擇啟動轉矩調用P67.10的值.
67.10=100% 設定啟動時轉矩給定值為100%.
69.2=3S 設定上升方向轉速從0到100%的加速時間為3S.
69.3=3S 設定下降方向轉速從0到-100%的加速時間為3S.
69.4=2S 設定上升方向轉速從100%到0的減速時間為2S.
69.5=2S 設定下降方向轉速從-100%到0的減速時間為2S.
98.1=RTAC-SLOT1 激活與脈衝編碼器模塊的通訊.
4)主要功能介紹:
1. 轉距驗證
轉矩驗證用於確認在鬆開抱閘和開始提升運行之前傳動能夠產生轉矩,抱閘沒有打滑.它是將機械抱閘被施加時給一個正的轉矩給定(P67.10的值)來完成的.如果轉矩驗證成功,則表示轉<
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