PLC控制的变频调速在桥式起重机拖动系统中的应用

杨英
珠海城市职业技术学院工业电气化教研室,广东珠海519015’

文章摘要:介绍了一种PLC控制的变频调速技术在桥式起重机拖动系统中的应用，详细分析了PLC控制的桥式起重机变频调速系统的硬件构成，以及系统软件的实现。
文章主题:PLC 变频调速 拖动系统 梯形图

文章内容：第9卷第2期2007年6月广州市经济管理干部学院学报11.9.2.2007控制的变频调速在桥式起重机拖动系统中的应用杨英(珠海城市职业技术学院工业电气化教研室,广东珠海519015)摘要:介绍了一种控制的变频调速技术在桥式起重机拖动系统中的应用,详细分析了控制的桥式起重机变频调速系统的硬件构成,以及系统软件的实现.关键词:;变频调速;拖动系统;梯形图中图分类号:249文献标识码:文章编号:1009—0975(2007)02-0084-03传统桥式起重机的电力拖动系统采用交流绕线转子异步电动机转子串电阻的方法进行起动和调速,继电一接触器控制,这种控制系统的主要缺点有:1)桥式起重机工作环境恶劣,工作任务重,电动机以及所串电阻烧损和断裂故障时有发生.2)继电一接触器控制系统可靠性差,操作复杂,故障率高.3)转子串电阻调速,机械特性软,负载变化时转速也变化,调速不理想.所串电阻,长期发热,电能浪费大,效率低.要从根本上解决这些问题,只有彻底改变传统的控制方式.近年来,随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展,电气传动和自动控制领域也日新月异.其中,具有代表性的交流变频装置和可编程控制器获得了广泛的应用,为控制的变频调速技术在桥式起重机拖动系统中的应用提供了有利条件.1系统硬件构成控制的桥式起重机变频调速系统框图如图1所示.图1桥式起重机变频调速系统框图大车小车主钩副钩桥式起重机大车,小车,主钩,副钩电动机都需独立运行,大车为两台电动机同时拖动,所以整个系统有5台电动机,4台变频器传动,并由4台分别加以控制.1)可编程控制器:完成系统逻辑控制部分.控制电动机的正,反转,调速等控制信号进入,经处理后向变频器发出起停,调速等信号,使电动机工作,是系统的核心.2)变频器:为电动机提供可变频率的电源,实现电动机的调速.3)制动电阻:起重机放下重物时,由于重力加速度的原因电动机将处于再生制动状态,拖动系统收稿日期:2007-05—30作者简介:杨英(1965_-),女,珠海城市职业技术学院讲师.主要研究方向:工业自动化.84杨英:控制的变频调速在桥式起重机拖动系统中的应用的动能要反馈到变频器直流电路中,使直流电压不断上升,甚至达到危险的地步.因此,必须将再生到直流电路的能量消耗掉,使直流电压保持在允许范围内.制动电阻就是用来消耗这部分能量的.桥式起重机大车,小车,副钩,主钩电动机工作由各自的控制.大车,小车,副钩,主钩电动机都运行在电动状态,控制过程基本相似,变频器与之间控制关系在硬件组成以及软件的实现基本相同,而主钩电动机运行状态有电动,倒拉反接或再生制动状态,变频器与之间控制关系在硬件组成以及软件的实现稍有区别.控制小车电动机的变频器与控制原理图分别如图2,图3所示.变频器图2控制小车电动机的变频图2系统软件设计要实现对变频器的控制,必须对进行编程,通过程序实现与变频器信息交换的控制.编程的重要依据是系统的工作过程.2.1桥式起重机小车电动机的工作过程在驾驶室门及横梁栏杆门关好后,位置开关,,闭合,紧急开关2等符合要求的情况下,速度选择开关置于零位,按下起动按钮1,接触器通电吸合,三相电源接通.—0—1零位一2....正一30__1一4】__卜二3一5'毪,4——62_/5一873反1—2?--—一蔓04一[=3—4....一儿55一12口●—一136—1一14—1一15—■一1176.-—丌—●.._图3控制原理图当速度选择开关置于正转速度1时,将三相交流电和电动机接通,1档速度起动,速度选择开关置于正转速度2时,2档速度运行,一般桥式起重机正反向均有5档速度,其余与此类似.速度选择开关置于零位或由于停电,电动机停止运行.为防止因停电,变频器跳闸等使拖动负载快速下降,出现危险,仍设置机械制动装置.当发生紧急情况时,可立即拉开紧急开关2,一方面机械制动将所有电动机制动,另一方面将变频器紧急停机,控制端接通,变频器将使电动机迅速停车.当电动机过载时,可使热继电器的触点接通变频器的外接保护控制端,使变频器停止工作.位置开关1和2装在小车两头,当小车行走到终端时,两端各有挡块,撞上位置开关,切断小车电路,小车电动机停车制动.变频器因发生故障而跳闸后,当故障已被排除,可以重新起动时,按下复位按钮,接通复位控制端,使变频器恢复到运行状态.2.2控制小车电动机的变频器输入控制端的安排85广州市经济管理干部学院学报2007年第2期一般桥式起重机有五档速度,用3个外接开关(3,4,5来控制速度信号,达到调节速度的目的(实际可达8档速度),外接开关状态与速度的对应关系如表1所示.用户可自由设定与每档速度对应的频率大小.表外接开关状态与速度的对应关系2.3梯形图小车电动机的梯形图程序如图3所示.3结束语利用控制的变频调速技术,桥式起重机拖动系统的各档速度,加速时间和制动减速时间都可根据现场情况由变频器设置,调整方便.负载变化时,各档速度基本不变,调速性能好.若是改造原有系统,大小车电动机仍可采用原有的绕线转子异步电动机,将转子绕组引出线短接,去掉电刷和集电环,节省更换电动机的费用.本文只以小车电动机的控制为例来分析系统的硬件构成和软件设计.其它电动机的控制原理相同,只是电动机工作状态和工作过程稍有区别,只需在此基础上略作修改即可.,1—,13,1,,1152,—1_—1'坠一5::——1一堑一●●一::1—羔旦一回.1厂;::哇::95::¨..-弋..兰!517:12.<>..¨.._弋..!!参考文献:[1]韩安荣.通用变频器及其应用[].北京:机械..-=出版社,2004.[2]王兆义.小型可编程控制器实用技术[].北京:机械工业出版社,2007[3]许缪.工厂电器设备控制[].北京:机械..-=出版社,2003.图3小车电动机的梯形图程序童(责任编辑尹萌芽)