变频器和PLC在起重机的应用景洪铜氧化物雕刻机防水插座皮具礼品

变频器和PLC在起重机的应用

变频器和PLC在起重机的应用

前言

新的《特种设备安全监察条例》(国务院549号令)明确规定“国家鼓励特种设备节能技术的研究、开发、示范和推广，促进特种设备节能技术创新和应用。”和“特种设备生产、使用单位和特种设备检验检测机构，应当保证必要的安全和节能投入。桥式起重机为了提高起动转矩，采用绕线式异步电动机拖动，大部分通过凸轮控制器或主令控制器的操作来改变其转子串电阻调速。在起重机上应用变频调速技术比传统起重机

有就位精度高、运行甲稳、起制动甲缓，可调脚起重机运行过稗中振动特性(消振能力)得到明显改善。起重机安全可靠性得到提高，延长起重机的机械部分使用寿命。

1控制系统要求

1．1控制系统性能要求

根据GB／T％11—2008《起重机设计规范》设计要求，起重机在110％的额定载荷下应应能可靠工作。在供电系统波动为额定值的一10％时起升额定载荷，无论载荷处于什么位置，控制系统应保证机构正常工作而且不出现溜钩。除非控制方案允许，无论控制手柄处于什么位置，正常工作时额定载荷下降速度不应超过额定速度的l20％。可以通过对变频器参数设定与光电编码器相连接来实现或通过装在电动机里超速保护开关来实现。对运行两个的启动和停机应渐近控制。

1．2多点控制要求

起重机要求多点控制时，各控制点问应相互联锁，任一时刻只允许一控制点工作，每一控制点均应装设紧急断电装置。此功能可通过PLC控制系统来实现。

1．3制动器控制要求

1．3．1与电动机同时控制的制动器

制动器线路应设有保护装置，在出现故障时能迅速切断电动机和制动器的电源；当电动机接至制动器的电缆导线不大于5m，制动器可不单独设这样的保护。

1．3．2与电动机分开控制的制动器

制动器的控制要采取预防措施，使得启动和制动时不出现任何失控的运动。如有电气制动，机械制动应在电气制动之后作用。电动机通电时制动器不得抱闸，短暂过渡状态除外(如从零位到下降一档时电动机通电而制动器不松闸)接入设备。对设有安全制动器的起升机构，在正常作业时，其支持制动器动作后，安全制动器延迟动作，其延迟动作时可调；在进行紧急制动时，安全制动器应立即动作。

1．4意外断电保护

对于系统意外断电时制动器的动作会引起机械设备损坏倾翻的情况，应采取适当措施保证意外断电时制动器安全动作过程。

2变频器镗刀及PLC系统要求

2．1变频器功率的选择

根据起重机设计确定起升机构、大小车运行机构电动机的额定功率，如本文设计图中起升机构中电动机额定功率为45Kw，则变频器的容量可选55Kw。大车运行机构由二台额定功率7．5Kw电机拖动，变频器选抒功率18Kw。从而可以节约一套大车机构控制系统，以及减少PLC控制系统的输入、输出回路。这样既节约投资成本又能在生产运行中大车两边同步性较好，避免起重机运行时大车左右两侧运行速度不一，产生车体走斜啃轨。

2．2变频器系统要求

变频调速可实现额定频率以一卜的恒转矩调速和额定频率以上的恒功率调速，一般恒功率调速的弱磁升速最高频率不宜大于2倍额定频率。当起升机构的调速范围大于1：10时应采用闭环控制方式。大小车运行机构在调速范围不大于1：10时，可采用丌环控制方式。变频器最大输出的电流不应小于电动机最大启动电流值，其额定输出电流不应小于电动机在额定负载时工作电流。在变频器的频率设计时要避免与起重机结构发生共振。

2．4 PL0控制系统

2．4．1可编程控制器

可编程控制器一般根据开关量的输入输出点数和电压等级、模拟量输入输出点数及特殊功能要求进行设计和选型，在可靠性要求特别高的情况下可使用冗员设计系统。对用于安全保护的联锁信号，如极限限位、超速限制等，应具有直接的继电器保护联锁线路。

2．4．2防止溜钩的控制

安川VS—G7A4055变频器为矢量控制型变频具有零速伞转矩功能，在设计桥式起重机起升机构时只需考虑PLC和变频器的适当配合，即可圆满解决“溜钩”问题。如本案例中可以利用集电极开路输出端的“零速”、“速度一致”信号分别控制机械制动器的抱闸和松闸，或者用“频率检测信号”作为机械制动器的松合闸控制指令。但都需要参数设置与之相配合，以取得制动器与电动机运行之问的最佳配合。

3能耗电阻的选取

大部分变频器的产品说明中，对如何选择能耗电阻的电阻值和功率并没有非常清楚的捕述，而且往往按其推荐的标准配置并不能完全满足起重机工况的要求，所以在变频起重机控制系统的设计中，电阻参数选择显得特别重要。本文将对电机工作在回馈制动状态时系统的工作状况进行定性的分析，可以通过这些分析进一步得到有关电阻参数的计算方法。

3．1电阻值的选取及应注意事项

3．1．1电阻值的选取

基本可以按变频器样本给出的参数确定，基本原则是，考虑直流回路的电压(重物下降工况时将超过600VDC)情况下，电阻上的电流不超过变频器的额定电流。

3．1．2电阻值的选取应注意事项

接电持续率不同的电动机，宜选用不同参数的起重机通用电阻器；启动用电阻器各级电阻选用值与计算值允差±5％；个别级电阻器选用值允差±10％，但各相总电阻选用允差不应超过±8％。

3．2电阻功率的选取

要准确地选择电阻的功率是非常重要的，若选择太大，会增加系统成本，太小就会造成运行的不可靠。但要合理准确地选择能耗电阻的功率是一个较烦琐的事，影响该参数的因素较多，如：电机功率大小、不久前的国务院常务会议提出减速机反m效率、下降运行时间长短、负加速度的大小、减速运行时问以及传动部什的转动惯量等都会影响到电阻功率的选取。变频调速系统中起升机构电阻器的接电持续率应按l00％选用，电阻器的功率值不应小于下降时额定回馈功率；大小车运行机构电阻器的接电持续率和功率值取决机构的制动频度与制研究人员正在高湿度环境等卑劣条件下对此材料进行测试动转矩。

所以大多情况下，电阻功率都未作严格计算。经验的取值一般是电机功率的40～70％之问，减速机的反m效率较低时，可以选用较小的电阻功率只要充分了解了变频系统的减速过程的工作状态，就可以根据所设计系统的实际工作表现来修正电阻参数。

4结束语

起重机采用变频器和P即墨LC控制系统后使整机性能有较大提高，如效率高、就位精同比降落18.26%度高、运行甲稳、功率因数高、节能效果品著，电动机构造简单、维护方便，减少了起重机故障，提高了安全性能。也为传统的桥式起重机节能改造提供一种可行方案，变频器和PLC控制系统在起重机系统中应用前景非常广泛。

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