PLC控制和變頻器技術(shù)在水電站門式起重機(jī)上的應(yīng)用

隨著新技術(shù)和控制系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為可靠調(diào)速及節(jié)能提供全新的方案。文中研究了變頻調(diào)速技術(shù)在門式起重機(jī)中的應(yīng)用,對變頻調(diào)速系統(tǒng)常見故障做了歸納總結(jié),并提出了相應(yīng)的解決措施,為起重機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改造提供了參考。

由于作業(yè)方式的需要,水電站門式起重機(jī)(以下簡稱門機(jī))與普通門式起重機(jī)的不同之處是結(jié)構(gòu)高度大、跨度小,并且都在額定載荷下工作。因此,當(dāng)起重機(jī)不運(yùn)行時(shí),在垂直載荷作用下門架平面內(nèi)支腿下部車輪與軌道接觸處產(chǎn)生橫向推力。當(dāng)起重機(jī)帶載運(yùn)行時(shí),橫向推力即消失,此處產(chǎn)生側(cè)

目前起重機(jī)性能和質(zhì)量都得到了顯著改善,并向未來研究提出嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn),既要保證設(shè)備穩(wěn)定,也應(yīng)強(qiáng)化系統(tǒng)維護(hù),提升節(jié)能效果.本文將依照理論及實(shí)踐,對大型起重機(jī)展開探討,首先介紹起重機(jī)控制系統(tǒng)、基本要求、變頻器和plc,然后探討變頻率與plc的具體應(yīng)用,最后剖析系統(tǒng)運(yùn)行問題與應(yīng)用效果.

主要說明了變頻器在廣西左江山秀水電站門機(jī)起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)用,并簡要介紹了plc的特點(diǎn)及變頻器的選用分析。說明了合理選用變頻器對起重機(jī)的性能有很大影響。

門式耙料機(jī)電氣控制復(fù)雜,工作環(huán)境惡劣,故障頻繁,將plc與變頻技術(shù)相結(jié)合,對門式耙料機(jī)進(jìn)行改造,減少了設(shè)備,簡化外部接線,新增部分功能,完全能滿足工藝操作的需要。

門式起重機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)常采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,需要定期維護(hù),調(diào)速系統(tǒng)故障率較高,極大地影響了起重機(jī)的工作效率。合康變頻hid620系列起重專用變頻器具有準(zhǔn)確穩(wěn)定的調(diào)速控制、低頻高力矩輸出、快速制動(dòng)等功能,能夠適應(yīng)起重機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、負(fù)載變化頻繁、故障率高的工況特點(diǎn),取得了良好的應(yīng)用效果。1門式起重機(jī)調(diào)速的幾種方式

淺析變頻器與plc控制在橋式起重機(jī)上的應(yīng)用 作者：宋洪光，殷志輝，郭宗華 作者單位：宋洪光(山東萊鋼建設(shè)有限公司,山東萊蕪,271126)，殷志輝(山鋼股份萊蕪分公司煉鋼廠,山東萊蕪 ,271126)，郭宗華(山鋼集團(tuán)萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司工程部,山東萊蕪,271126) 刊名： 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 英文刊名：industrialcontrolcomputer 年，卷(期)：2014,27(11) 引用本文格式：宋洪光.殷志輝.郭宗華淺析變頻器與plc控制在橋式起重機(jī)上的應(yīng)用[期刊論文]-工業(yè)控制計(jì)算機(jī)2014(11)

介紹水電站門式超重機(jī)門架的參數(shù)化有限元設(shè)計(jì)程序，它可以完成新門架設(shè)計(jì)和對已有門架的校核；使用者可根據(jù)有限元分析的結(jié)果，對門架梁斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修改、再分析，直到得到較理想的門架。該程序具有很強(qiáng)的工程實(shí)用性，它采用空間梁單元對門架建模，用自騙fortran77程序完成有限元前處理，用su-persap完成門架的有限元分析。

我廠原礦槽、ah倉、磨倉等原料庫的起重天車，是生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備，而控制電動(dòng)機(jī)的調(diào)速絕大多數(shù)需在運(yùn)行過程中進(jìn)行，而且變換次數(shù)多。需采用電氣調(diào)速，原電氣調(diào)速采用轉(zhuǎn)子串多級(jí)電阻方式，控制方式落后，故障率高。隨著新技術(shù)和控制系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)和plc術(shù)在起重機(jī)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為可靠調(diào)速及節(jié)能提供了全新的方案。

平班水電站主廠房內(nèi)安裝了1臺(tái)2×250t雙梁雙小車橋式起重機(jī),該起重機(jī)由大連大起集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)制造,其電氣控制設(shè)備主要由配電保護(hù)系統(tǒng)、起升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、小車運(yùn)行系統(tǒng)、大車運(yùn)行系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)和照明系統(tǒng)6部分組成,該橋機(jī)采用abbacs600變頻器,利用cdp312控制盤改變acs600的設(shè)置可以滿足應(yīng)用需要。介紹了變頻技術(shù)在該電站廠房橋式起重機(jī)上的應(yīng)用。

闡述采用plc、變頻器及觸摸屏在門式起重機(jī)的控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,分析其控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及改造后的使用效果。

介紹水電站門式起重機(jī)門架的參數(shù)化有限元設(shè)計(jì)程序,它可以完成新門架設(shè)計(jì)和對已有門架的校核;使用者可根據(jù)有限元分析的結(jié)果,對門架梁斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修改、再分析,直到得到較理想的門架。該程序具有很強(qiáng)的工程實(shí)用性,它采用空間梁單元對門架建模,用自編fortran77程序完成有限元前處理,用supersap」完成門架的有限元分析。

門式起重機(jī)采用plc作為系統(tǒng)控制器,變頻器作為拖動(dòng)系統(tǒng)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)器,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好,控制可靠、方便,兼有多種保護(hù),是目前較為理想的控制方式。本文以門機(jī)起升機(jī)構(gòu)為例,對變頻調(diào)速門機(jī)控制原理進(jìn)行簡單分析。

本文以橋式起重機(jī)為控制對象,介紹了橋式起重機(jī)的控制要求、plc的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)、plc和變頻器型號(hào)選擇以及外圍設(shè)備的作用和選擇,并對控制流程作了說明。

針對電動(dòng)葫蘆式起重機(jī)在精密設(shè)備吊運(yùn)中存在的不足,提出了利用變頻器進(jìn)行無級(jí)變速改造的技術(shù)方案,解決了吊車使用中速度不能調(diào)節(jié)的難題,為改進(jìn)提高老舊設(shè)備性能提供了一種行之有效的方法。

橋式起重機(jī)采用plc和變頻器控制系統(tǒng)具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、控制方便可靠等特點(diǎn),并對電動(dòng)機(jī)有完善的短路、過載、缺相等保護(hù)功能,極大地提高了起重機(jī)的可靠性和安全性。

介紹了針對水電站門式起重機(jī)門架結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)面而開發(fā)的門架有限元分析專用軟件。與通用有限元分析軟件相比，該軟件針對性強(qiáng)，具有方便的前處理功能，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備量少，使用簡單，為水電站門起重機(jī)設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)高效，實(shí)用的分析工具。

水電站門式起重機(jī)門架結(jié)構(gòu),上部支承著小車機(jī)構(gòu),下部與行走梁、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)相連。在設(shè)計(jì)時(shí),要求具有足夠的強(qiáng)度和一定的剛度,且重量輕,制造安裝方便。要想降低門式起重機(jī)重量,首要考慮降低門式起重機(jī)門架結(jié)構(gòu)自重,從安全運(yùn)行角度來看,門架結(jié)構(gòu)自重的降低又有一個(gè)度的問題,有必要采用新的設(shè)計(jì)手段減輕門架結(jié)構(gòu)的自重。

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分析了目前抓斗橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中存在的問題,提出了采用plc、變頻器控制進(jìn)行系統(tǒng)改造的設(shè)計(jì)方案,闡述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)置、硬件實(shí)現(xiàn)的具體設(shè)計(jì)。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，plc、變頻器等自動(dòng)化產(chǎn)品在電力拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。起重機(jī)械采用plc一變頻器調(diào)速逐漸得到推廣和普及，plc過程控制取代傳統(tǒng)的繼電一接觸器控制逐漸成為起重機(jī)械電氣控制的主流；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。

根據(jù)管網(wǎng)的壓力，通過變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，使水管中的壓力始終保持在合適的范圍。另外水泵耗電功率與電機(jī)轉(zhuǎn)速的三次方成正比關(guān)系，所以水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能效果非常明顯，平均耗電量較通常供水方式節(jié)省近四成。結(jié)合使用可編程控制器，可實(shí)現(xiàn)主泵變頻，副泵軟啟動(dòng)，具有短路保護(hù)、過流保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，大大延長了電機(jī)的使用壽命。