關於PLC和變頻器的橋式起重機控制系統設計

2022-03-12 17:12:37 字數 2066 閱讀 9634

隨著現代控制理論的應用,微處理器和微電子技術的發展,使變頻調速控制系統日趨成熟。而橋式起重機作為物料搬運系統中一種典型裝置,在企業生產活動中應用廣泛作用顯著,故對於提高其執行效率,確保執行安全,降低物料搬運成本是十分重要。傳統的橋式起重控制系統主要採用繼電器接觸器進行控制,採用交流繞線串電阻的方法進行啟動和調速,這種控制系統存在可靠性差,故障率高,電能浪費大,效率低等缺點。

因此根據橋式起重機的執行特點,將可程式設計序控制器與變頻器結合應用於橋式起重機控制系統,其中plc系統則採用siemens公司產品,大大提高了操作精度和穩定度;綜合保護功能完善,便於及時發現、查詢、處理故障;並且節約了能源。

關鍵字:可程式設計序控制器;橋式起重機;變頻調速;變頻器

目錄橋式起重機在冶金企業及其它行業有著廣泛的應用,其作用主要用來實現物體的公升降和轉運,橋式起重機工作環境惡劣,工作任務重。它能否正常工作直接影響到生產效率提高和工作任務的完成,甚至關係到人身、裝置的安全。經過幾十年的發展,我國橋式起重機製造廠和使用部門在設計、製造工藝、裝置使用維修、管理方面,不斷積累經驗,不斷改造,推動了橋式起重機的技術進步。

但在實際使用中,結構開裂仍時有發生。究其原因是頻繁的超負荷作業及過大的機械振動衝擊所引起的機械疲勞。因此,除了機械上改進設計外,改善交流電氣傳動,減少起制動衝擊,也是乙個很重要的方面。

傳統的起重機驅動方案一般採用:(1)直接起動電動機;(2)改變電動機極對數調速;(3)轉子串電阻調速;(4)渦流制動器調速;(5)可控矽串級調速;(6)直流調速。前四種方案均屬有級調速,調速範圍小,無法高速執行,只能在額定速度以下調速;起動電流大,對電網衝擊大;常在額定速度下進行機械制動,對起重機的機構衝擊大,制動閘瓦磨損嚴重;功率因數低,在空載或輕載時低於0.

2-0.4,即使滿載也低於0.75,線路損耗大。

目前串級調速產品的控制技術仍停留在模擬階段,尚未實現控制系統具有很好的調速效能和起制動效能,很好的保護功能及系統監控功能,所以有時採用直流電動機,而直流電動機製造工藝複雜,使用維護要求高,故障率高。

我們所研究的橋式起重機是電動雙梁橋式起重機,該起重機由起重小車、橋架金屬結構、橋架執行機構以及電氣控制裝置等四個部分組成。機構主要指主起公升機構、副起公升機構、小車執行機構、大車執行機構。在電氣控制系統中,其供電一般是通過電纜捲筒將電源輸送到中心電器上,起重機機為低壓供電系統,電氣控制部分集中在操作室和電氣房內,安全保護裝置裝在在適當的位置上。

傳統橋式起重機的控制系統主要採用交流繞線轉子串電阻的方法進行啟動和調速,繼電一接觸器控制,這種控制系統的主要缺點有:

1.橋式起重機工作環境差,工作任務重,電動機以及所串電阻燒損和斷裂故障時有發生。

2.繼電一接觸器控制系統可靠性差,操作複雜,故障率高。

3.轉子串電阻調速,機械特性軟,負載變化時轉速也變化,調速不理想。所串電阻長期發熱,電能浪費大,效率低。

要從根本上解決這些問題,只有徹底改變傳統的控制方式。其中,具有代表性的交流變頻調速裝置和可程式設計控制器獲得了廣泛的應用,為plc控制的變頻調速技術在橋式起重機系統提供了有利條件。變頻調速以其可靠性好,高品質的調速效能、節能效益顯著的特性在起重運輸機械行業中具有廣泛的發展前景。

本**研究了變頻調速技術在20/5t * 19.5m通用橋式起重機中的應用,並且根據原有的控制結構,結合組態軟體和plc技術,提出了乙個改進的系統控制結構,並且採用此體系結構實現了橋式起重機變頻調速系統。

本課題橋式起重機基本引數:

該機的起重量為20/5噸,其跨度(l)為19.5m小車起公升速度為15m/min,大車起公升速度為7.5m/min.小車執行速度為45m/min,大車執行速度為75m/min。

非同步電機的轉速公式為: =( 12.1)

其中: —非同步電動機的轉速,單位為r/min;

—定子的電源頻率,單位為hz;

—電機的轉速滑差率;

—電機的極對數。

由上式(2.1)可知,如果改變輸入電機的電源頻率,則可相應改變電機的輸出轉速。

在電動機調速時,乙個重要的因素時希望保持每極磁通量為額定值不變。磁通太弱,沒有充分利用電機的磁心,是一種浪費:若要增大磁通,又會使磁通飽和,從而導致過大的勵磁電流,嚴重時會因為繞組過熱而損壞電機。

對於直流電機來說,勵磁系統是獨立的,所以只要對電樞反應的補償合適,保持不變是很容易做到的。在交流非同步電機中,磁通是定子和轉子合成產生的。

變頻器在橋式起重機上應用簡介

摘要 本文首先簡單介紹了橋式起重機的概況,並通過對現有橋式起重機電力拖動方式的分析,指出了採用繞線式電動機串電阻調速方式執行存在的突出問題 其次,通過對變頻技術的發展程序和研究現狀的介紹,以及對變頻調速控制原理的簡單闡述,提出了變頻器應用到橋式起重機執行控制上的可行性 再次,介紹了變頻器在橋式起重機...

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台達變頻器在橋式起重機上的應用

台達變頻器在包鋼氧氣廠 橋式起重機上的應用 一 引言 包鋼氧氣廠現有一台橋式起重機,其電動執行機構由三個獨立的拖動系統組成,分別是大車拖動系統 小車拖動系統 吊鉤拖動系統。大車拖動系統和小車拖動系統採用制動器 減速器和電動機組合的 三合一 驅動方式 吊鉤拖動系統採用繞線式電機轉子串電阻調速和制動方式...