起重機電氣PLC變頻器控制系統(tǒng)

時間：2015-06-18 03:06 閱讀：11785 來源：互聯(lián)網(wǎng)
概述
      隨著通信技術和控制技術的飛躍發(fā)展，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水電站的廣泛使用，特別是無人值班，少人職守;這一控制模式提出的同時，水電站、水利樞紐等工程對閘門監(jiān)控和管理的自動化水平提出了新的要求。
      根據(jù)市場需求，我公司開發(fā)的新一代閘門控制系統(tǒng)，是以可編程序控制器為控制核心，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術，配置高性能上位機，使系統(tǒng)的結構簡單明了，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性，減少了調試運行維護的強度，成為無人值班，少人職守水電站必不可少的設備。
      本系統(tǒng)結構簡單，操作便捷。運行人員只需在上位機控制畫面中輸入閘門需要調整的高度并確認，閘門監(jiān)控系統(tǒng)即可按要求自動完成閘門的啟停。控制精度高、響應速度快。
 
電氣設備改造
       電氣設備改造主要包含起重機控制柜、電氣控制元件、電纜、自動化元件（編碼器、荷重傳感器、行程限位器等）、聯(lián)動操作臺等。
控制柜：可根據(jù)客戶要求使用不銹鋼或碳鋼噴塑材質，建議材質厚度為不銹鋼1.5mm，碳鋼2mm。控制柜尺寸可根據(jù)現(xiàn)場情況訂制；
電氣控制元件：主要包括斷路器、接觸器、繼電器等，主要使用西門子、施耐德等進口品牌，也可根據(jù)客戶要求換為國內知名品牌；
電纜：包括動力電纜、通信電纜。建議動力電纜選用船用電纜（CEFR），通信電纜選用屏蔽電纜 (RVVP)；所有電纜均使用國產(chǎn)知名品牌；
聯(lián)動操作臺：為起重機操作人員提供可靠的操作平臺。每個操作臺均配置1個可上下、前后調整的座椅。

變頻控制改造
      傳統(tǒng)的調速系統(tǒng)，雖然通過轉子串接電阻實現(xiàn)了調速功能（也是有級的），但卻不能改變電機同步轉速,致使傳動系統(tǒng)機械特性很軟，導致速度的穩(wěn)定性和調速精度很差。更由于負載的變化、軌道的平整度、電動機參數(shù)的分散性等導致大梁扭動和行車上的電控設備的震動大。不但惡化了操作人員的工作環(huán)境，導致操作失誤，也降低了整個設備的穩(wěn)定性、可靠性與使用壽命。
起重機使用變頻器調速后具有如下幾個特點：
1)速度可在整個調速范圍內連續(xù)控制，開、閉環(huán)特性好，調速比可達1:100，調速精度±1%。
2)調速平穩(wěn)，有效的防止擺鉤,對負載突然變化有極好的動態(tài)響應。
3)無級調速，高傳動效率97%，幾近于1的功率因數(shù)值。
4)零速時滿力矩輸出，即使制動器松動或失靈也不出現(xiàn)重物下滑，確保系統(tǒng)安全可靠性。
5)可以長時間低速運行，使調速精度輕松進入毫米級的定位功能。
6)節(jié)約電能，節(jié)電率達到20%-60%的比例。
7)機械損害小。
8)維護率低，變頻電氣系統(tǒng)的線路設計較為簡潔，由于節(jié)省下了控制正反轉及調速用的多個大功率交流接觸器、滑環(huán)碳刷架、串聯(lián)電阻等電氣元件，因而大大簡化了電氣控制線路，利用變頻器本身的多種功能替代了傳統(tǒng)的復雜線路才能完成的邏輯電路。
變頻器我們推薦使用ABB變頻器，或施耐德電氣的ATV系列變頻器。



自動控制改造
      在系統(tǒng)中增加PLC作為核心控制元件，并配有10寸觸摸屏作為操作、顯示終端。PLC負責采集所有自動化元件的采樣值，各個極限運行位置信號，電動機啟停狀態(tài)信號，操作命令等。并使用分布式I/O模塊，可有效降低控制電纜的使用量。
其優(yōu)點如下：
1)PLC具有閉鎖啟動功能，司機在啟動設備前必須把主令控制器全部切至零位、 進出門的門限開關到位，才能接通主電源。操作主令開關上有設備狀態(tài)指示屏，顯示設備的當前狀態(tài)及各種故障信息。
2)主、 副鉤有鋼絲繩提升限位、 重錘限位、 超重限位保護，大車、 小車有行程開關保護，各個設備的保護動作只影響設備本身的動作。
3)所有的電氣設備的故障信號都接入 PLC，任何電氣設備出現(xiàn)故障只影響本單元的動作。
4)吊鉤升降與小車前行和后退、 大車左行和右行有操作互鎖。
5)主鉤、 副鉤、 大車、 小車速度由主令開關檔位切換，可實現(xiàn)平穩(wěn)切換。
6)可禁止司機利用打反車來對大車和小車進行定位。

系統(tǒng)結構如下