plc、变频器在天车自动控制系统中的应用[原创]

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1、PLC、变频器在天车自动控制系统中的应用[原创]PLC、变频器在天车自动控制系统中的应用摘要:针对天车正常使用和维护保养过程当中，出现的电能浪费、设备故障率高、电器元件损耗大的问题进行分析，并通过自控改进解决了问题。关键词:天车大车小车PLC变频器电动机前言天车也称桥式起重机，主要用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备，它是由大车、小车、减速机、电动机、控制系统等设备构成。我们公司是以生产镀锌钢卷为业务的加工型企业，由于钢卷的重量大、形状特殊，因此搬运完全依赖于天车

2、，它的运转情况直接影响到公司的正常生产，甚至涉及到工人的人身安全。一、问题的出现因为生产需求，我司在仓库及车间各装配2台25吨起重量的天车，在使用过程当中经常出现相同问题:(1)起动电流过大，对电网冲击大;(2)机械设备使用寿命过短，电机连轴器、钢绳等机械易磨损;(3)接触器、继电器等电器元件的触头、线圈经常烧坏;(4)电动机故障率高。而维修天车属于高空作业，极不方便，而且天车故障很大程度上影响了生产进度。基于上述原因，公司派我对天车故障全面检查，进行改进。二、故障检查与分析经过详细的检查、试验以及

3、分析，产生故障的原因有5个方面:(1)拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，而且电动机一直在额定转矩下工作，电能浪费严重。(2)天车升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲击也较大，机械设备使用寿命缩短，操作人员的安全系数较差，设备运行可靠性较低。(3)天车每天需进行大量的搬运工作，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件---交流接触器并通过继电器来接入和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在电流比较大的状态下，容易烧坏触头、线圈。同时因工作环境恶劣，转子

4、回路串接的铜电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。因而设备故障率比较高，维修工作量比较大。同样小车、大车的运转也存在上述问题。(4)在天车起升的瞬间，升降电动机有时会受力不均匀，易过载，直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。(5)为适应天车的工况，操作人员经常性的反复操作，导致天车的电器元件和电动机始终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。针对上述现有技术存在的不足，我决定采用先进的可编程控制技术(PLC)和变频器技术，以程序控制取代继电器----接触器控制，交流电动机调速方式采用变频

5、调速，进而实现天车的半自动化控制。公司看了我的意见之后，在原材料充分的情况下，决定改进仓库入口的天车。三、改进方案我认为首先应该改进的是交流电动机的调速方式，改进过程当中，我采取了变频器调节方案。3.1拖动系统1、电动机选型A.大车与小车所用电动机这个方面要求不高，选用普通的笼型转子异步电动机即可，因此，原设备系统的电动机不需作改动;B.升降用电动机由于要求比较高，应选用变频专用的笼型转子异步电动机。原设备系统采用的是绕线式异步电动机，出于经济方面的考虑，通过短接转子回路也能进行使用。2、调速方法采

6、用目前国际先进技术，具有矢量控制功能的变频调速系统。变频后转速可以分档控制，改进中对主钩电动机我采用3段速度运行，从低到高逐步切换，这样，就有效的防止了电动机的全矩启动。3、制动方式在改造过程当中，采用何种制动方式显得至关重要，既要准确制动实现自动控制，又要防止突发事件，因此我采用了再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。这种结合方法具有如下两个优点:A.首先，通过变频器调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大车、小车和起重机的速度迅速而准确地降到0(使它们停止);B.对于天车，常常会有重物在

7、半空中停留一段时间(如重物在半空中平移)，而变频调速系统虽然能使重物静止，但因设备容易受到外界因素的干扰，(如在平移过程中常易出现的瞬间断电)因此，利用电磁制动器进行机械制动仍然是必须的。3.2变频调速系统的控制要点天车拖动系统的控制动作包括:大车的左、右行走及速度档位;小车的前、后行走及速度档位;起重机的升、降及速度档位等。所有这些，都可以通过可编程序控制器(PLC)进行无触点控制。天车控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制。在电磁制动器抱住之前和松开之后的瞬间，极易发生重物由停止状态下滑的

8、现象，称为溜钩。防止溜钩的控制需要注意的关键问题是:1)电磁制动器在通电到断电(或从断电到通电)之间是需要时间的，经精确测试，大约0.6秒。因此，变频器如过早地停止输出，将容易出现溜钩。2)变频器必须避免在电磁制动器抱闸的情况下输出较高频率，以免发生“过流”而跳闸的误动作。为此，我采取了如下控制方法:1(重物高空停止的控制过程A(设定一个“停止起始频率”5Hz,当变频器的工作频率下降到5Hz时，变频器将输出一个“频率到达信号”，发出制动电磁铁断电指令;B.另外将5Hz