变频器与PLC在桥式抓斗控制中的应用.docx
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1、变频器与PLC在桥式抓斗控制中的应用1引言XXX发电厂5T桥式抓斗是由操作台、运行机构和桥架组成的。运行机构是由三个基本独立 的拖动系统组成:大车拖动系统。拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动(以操作者的坐向为准),大车的行走由2台11 kW绕线电机牵引。小车拖动系统。拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。小车的行走由 1台3.7kW的绕线电 机牵引。抓斗吊拖动系统。拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合运动。抓斗的升降 绳和开闭绳各由1套卷扬机构操纵,卷扬机构的驱动电机为2台30kW绕线电机。抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。在抓斗的使用过程中存在以下问题:(1 )由于采
2、用转子串电阻的方法调速,机械振动大,行车不稳定,定位困难,抓斗摆动 严重,容易造成机械设备的损坏。转速随负荷变化,调速效果差,所串电阻因长期发热而使电能 消耗较大,效率较低。(2)抓斗的电机采用绕线电机,经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热,造成维 护量大。另外,操作员在抓斗定位时,经常打反车,使电机产生过载现象,影响电机的使用寿 命。(3)由于抓取搬运工作的距离较近,电机处于频繁启动及变速状态,控制电机的时间继 电器和交流接触器处于频繁动作状态,电气元件容易损坏。(4)在抓取原煤后提升时,难以保证升降绳与开闭绳均匀受力,严重影响钢丝绳的使用 寿命。交流变频器调速已广泛应用到许多领域,而P
3、LC可以实现输入、输出信号的数字化,利用 编程能实现多种功能,由二者配合构成的数字控制系统,可大大改善原有的控制系统的功能,也 可以解决桥式抓斗故障率高的问题。2改造方案2.1采用PLC进行系统控制将抓斗外围电控设备输入信号接入PLC的I/O模块,同时根据抓斗实际工况对PLC进行合 理编程。控制原理图如图1所示。等方x 图1桥式抓斗控制原理框图(1 ) PLC具有闭锁启动功能,司机在启动设备前必须把主令控制器全部切至零位和桥抓的 进出门的门限开关到位,才能接通主电源。操作主令开关上有状态指示灯,通过指示灯的闪烁频率来显示各种故障状态。(2)抓斗提升和开闭操作有钢丝绳高限位保护,大车、小车有行程
4、开关保护,各个设备的保 护动作只影响设备本身的动作。(3)所有的变频器的故障信号都接入PLC,大车的两个变频器中有一个有故障信号,大车 就不能动作。其它的变频器出现故障只影响设备本身的动作。(4)抓斗提升与下降、闭合和开启以及小车前行和后退、大车左行和右行有操作互锁。(5)大车、小车速度的档位切换,可实现平稳切换。(6)禁止司机利用打反车来对大车和小车进行定位。(7)实现提升绳和开闭绳的自动追速功能。2.2 电机的改造用变频器调速替代原有的串电阻调速方式,电机可改为鼠笼电机,取消原有串电阻调速的外围 电路的时间继电器与交流接触器。大车的两台电机用11kW的鼠笼电机,小车的电机用3.7kW鼠 笼
5、电机,开闭和升降电机都用30kW的鼠笼电机。2.3 变频器的应用变频器启动电机为软启动,同时大车的两台行走电机可通过变频器将两台电机 传动做电气的联锁互动,可将其在电气控制上设计成主从控制,从而使大车运行振动减小,运行平稳, 定位准确,在开闭和升降的控制变频器的程序里设置。当变频器的输出力矩达到设定值时,机械 抱闸方可打开。另外,在抓斗运行的过程中,开闭变频器或升降变频器出现故障,机械抱闸会抱 死,抓斗不会溜钩;在桥抓的总电源停电时,机械抱闸也会抱死。2.4 电气制动液压抱闸系统在改造时将与变频器进行电气联锁。即只有变频器有大转矩输出时, 液压抱闸才能松开。当变频器没有转矩输出时,液压抱闸合闸
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- 变频器 PLC 抓斗 控制 中的 应用
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