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起重機電氣PLC變頻器控制系統

時(shí)間：2015-06-18 03:06 閱讀：11639 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)
概述
      隨著(zhù)通信技術(shù)和控制技術(shù)的飛躍發(fā)展，計算機監控系統在水電站的廣泛使用，特別是無(wú)人值班，少人職守;這一控制模式提出的同時(shí)，水電站、水利樞紐等工程對閘門(mén)監控和管理的自動(dòng)化水平提出了新的要求。
      根據市場(chǎng)需求，我公司開(kāi)發(fā)的新一代閘門(mén)控制系統，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(shù)，配置高性能上位機，使系統的結構簡(jiǎn)單明了，大大提高了系統的可靠性、可用性，減少了調試運行維護的強度，成為無(wú)人值班，少人職守水電站必不可少的設備。
      本系統結構簡(jiǎn)單，操作便捷。運行人員只需在上位機控制畫(huà)面中輸入閘門(mén)需要調整的高度并確認，閘門(mén)監控系統即可按要求自動(dòng)完成閘門(mén)的啟停?？刂凭雀?、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(dòng)化元件（編碼器、荷重傳感器、行程限位器等）、聯(lián)動(dòng)操作臺等。
控制柜：可根據客戶(hù)要求使用不銹鋼或碳鋼噴塑材質(zhì)，建議材質(zhì)厚度為不銹鋼1.5mm，碳鋼2mm?？刂乒癯叽缈筛鶕F場(chǎng)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(mén)子、施耐德等進(jìn)口品牌，也可根據客戶(hù)要求換為國內知名品牌；
電纜：包括動(dòng)力電纜、通信電纜。建議動(dòng)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(dòng)操作臺：為起重機操作人員提供可靠的操作平臺。每個(gè)操作臺均配置1個(gè)可上下、前后調整的座椅。

變頻控制改造
      傳統的調速系統，雖然通過(guò)轉子串接電阻實(shí)現了調速功能（也是有級的），但卻不能改變電機同步轉速,致使傳動(dòng)系統機械特性很軟，導致速度的穩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(dòng)機參數的分散性等導致大梁扭動(dòng)和行車(chē)上的電控設備的震動(dòng)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(gè)設備的穩定性、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(gè)特點(diǎn)：
1)速度可在整個(gè)調速范圍內連續控制，開(kāi)、閉環(huán)特性好，調速比可達1:100，調速精度±1%。
2)調速平穩，有效的防止擺鉤,對負載突然變化有極好的動(dòng)態(tài)響應。
3)無(wú)級調速，高傳動(dòng)效率97%，幾近于1的功率因數值。
4)零速時(shí)滿(mǎn)力矩輸出，即使制動(dòng)器松動(dòng)或失靈也不出現重物下滑，確保系統安全可靠性。
5)可以長(cháng)時(shí)間低速運行，使調速精度輕松進(jìn)入毫米級的定位功能。
6)節約電能，節電率達到20%-60%的比例。
7)機械損害小。
8)維護率低，變頻電氣系統的線(xiàn)路設計較為簡(jiǎn)潔，由于節省下了控制正反轉及調速用的多個(gè)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(jiǎn)化了電氣控制線(xiàn)路，利用變頻器本身的多種功能替代了傳統的復雜線(xiàn)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(dòng)控制改造
      在系統中增加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(dòng)化元件的采樣值，各個(gè)極限運行位置信號，電動(dòng)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(diǎn)如下：
1)PLC具有閉鎖啟動(dòng)功能，司機在啟動(dòng)設備前必須把主令控制器全部切至零位、 進(jìn)出門(mén)的門(mén)限開(kāi)關(guān)到位，才能接通主電源。操作主令開(kāi)關(guān)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(chē)、 小車(chē)有行程開(kāi)關(guān)保護，各個(gè)設備的保護動(dòng)作只影響設備本身的動(dòng)作。
3)所有的電氣設備的故障信號都接入 PLC，任何電氣設備出現故障只影響本單元的動(dòng)作。
4)吊鉤升降與小車(chē)前行和后退、 大車(chē)左行和右行有操作互鎖。
5)主鉤、 副鉤、 大車(chē)、 小車(chē)速度由主令開(kāi)關(guān)檔位切換，可實(shí)現平穩切換。
6)可禁止司機利用打反車(chē)來(lái)對大車(chē)和小車(chē)進(jìn)行定位。

系統結構如下