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起重機電氣PLC變頻器控制系統

時間：2015-06-18 03:06 閱讀：12130 來源：互聯網
概述
      隨著通信技術和控制技術的飛躍發展，計算機監控系統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控和管理的自動化水平提出了新的要求。
      根據市場需求，我公司開發的新一代閘門控制系統，是以可編程序控制器為控制核心，采用工業以太網技術，配置高性能上位機，使系統的結構簡單明了，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，成為無人值班，少人職守水電站必不可少的設備。
      本系統結構簡單，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，閘門監控系統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）、聯動操作臺等。
控制柜：可根據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。控制柜尺寸可根據現場情況訂制；
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知名品牌；
聯動操作臺：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
      傳統的調速系統，雖然通過轉子串接電阻實現了調速功能（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、電動機參數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境，導致操作失誤，也降低了整個設備的穩定性、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特點：
1)速度可在整個調速范圍內連續控制，開、閉環特性好，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態響應。
3)無級調速，高傳動效率97%，幾近于1的功率因數值。
4)零速時滿力矩輸出，即使制動器松動或失靈也不出現重物下滑，確保系統安全可靠性。
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，變頻電氣系統的線路設計較為簡潔，由于節省下了控制正反轉及調速用的多個大功率交流接觸器、滑環碳刷架、串聯電阻等電氣元件，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指示屏，顯示設備的當前狀態及各種故障信息。
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，可實現平穩切換。
6)可禁止司機利用打反車來對大車和小車進行定位。

系統結構如下