摘 要:本文詳細介紹了PLC控制的橋式起重機變頻調速系統(tǒng)的硬件構成,以及系統(tǒng)軟件的實現。
關鍵詞:PLC;變頻調速;拖動系統(tǒng);梯形圖
傳統(tǒng)橋式起重機的電力拖動系統(tǒng)采用交流繞線轉子異步電動機轉子串電阻的方法進行起動和調速,繼電—接觸器控制,這種控制系統(tǒng)的主要缺點有:
橋式起重機工作環(huán)境惡劣,工作任務重,電動機以及所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生。
繼電—接觸器控制系統(tǒng)可靠性差,操作復雜,故障率高。
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(fā)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(tǒng)的控制方式。
隨著計算機技術和電力電子器件的迅猛發(fā)展,電氣傳動和自動控制領域也日新月異。其中,具有代表性的交流變頻裝置和可編程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拖動系統(tǒng)中的應用提供了有利條件。
2 系統(tǒng)硬件構成
PLC控制的橋式起重機變頻調速系統(tǒng)框圖如圖1所示
橋式起重機大車、小車、主鉤,副鉤電動機都需獨立運行,大車為兩臺電動機同時拖動,所以整個系統(tǒng)有5臺電動機,4臺變頻器傳動,并由4臺PLC分別加以控制。
可編程控制器:完成系統(tǒng)邏輯控制部分
控制電動機的正、反轉、調速等控制信號進入PLC,PLC經處理后,向變頻器發(fā)出起停、調速等信號,使電動機工作,是系統(tǒng)的核心。
變頻器:為電動機提供可變頻率的電源,實現電動機的調速。
制動電阻:起重機放下重物時,由于重力加速度的原因電動機將處于再生制動狀態(tài),拖動系統(tǒng)的動能要反饋到變頻器直流電路中,使直流電壓不斷上升,甚至達到危險的地步。因此,必須將再生到直流電路里的能量消耗掉,使直流電壓保持在允許范圍內。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。
橋式起重機大車、小車、副鉤、主鉤電動機工作由各自的PLC控制,大車、小車、副鉤、主鉤電動機都運行在電動狀態(tài),控制過程基本相似,變頻器與PLC之間控制關系在硬件組成以及軟件的實現基本相同,而主鉤電動機運行狀態(tài)處于電動、倒拉反接或再生制動狀態(tài),變頻器與PLC之間控制關系在硬件組成以及軟件的實現稍有區(qū)別??刂菩≤囯妱訖C的變頻器與PLC控制原理圖如圖2所示。
利用PLC控制的變頻調速技術,橋式起重機拖動系統(tǒng)的各檔速度、加速時間和制動減速時間都可根據現場情況由變頻器設置,調整方便。負載變化時,各檔速度基本不變,調速性能好。若是改造原有系統(tǒng),大小車電動機仍可采用原有的繞線轉子異步電動機,將轉子繞組引出線短接,去掉電刷和集電環(huán),節(jié)省更換電動機的費用。