铸造起重机整车电气系统设计

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1、铸造起重机整车电气系统设计摘要以炼钢厂大型起重机控制系统改造为背景,阐述了SIMENSS7系列PLC自动化软件的应用及新技术、新控制方式在系统中的应用等内容。结合起重机安全控制、设备稳定运行，对起重机电气控制方式、安装方式进行改进优化设计，是老式起重机控制系统升级改造的一次成功案例。关键词起重机；控制系统升级；系统设计中图分类号：TH213文献标识码：A文章编号：1671-7597(2014)09-0018-03太钢不锈股份公司炼钢二厂125/32t.140/32t铸造起重机分别于20世纪80年代末期投入使用，鉴于当时的条件,系统控制采用XQR

2、及PQR转子串电阻驱动，接触器、继电器控制方式。控制方式落后，控制精度低，机械冲击大，并且长时间使用电气系统老化严重，故障率较高。炼钢工艺革新改变，生产节奏加快，作为炼钢生产环节重要部分的铸造起重机对整个炼钢生产极其重要，铸造起重机的稳定高效工作对整个炼钢正常生产意义重大。因此对炼钢环节的铸造起重机电气系统进行整体升级改造迫在眉睫。为达到这些目的，采用可靠的新产品、新技术、新方法进行整体改造是必要的。经过详细的前期论证，严密的设计、选型，高效可靠的现场施工安装，细致的现场调试，先后完成了6台铸造起重机整车电气系统的升级改造。此次铸造起重机整车电

3、气系统升级改造，结合铸造起重机的使用特点，采用了很多国内一流的新产品，并结合现场实际工况采用和很多新技术、新方法，与同行业相比进行了很多创新应用，经过现场实际生产使用，运行情况稳定可靠,解决现场以往存在问题，达到整体改造的目标要求。1整体改造方案概述本次铸造起重机整车电气系统改造，整车采用SIEMENSS7-300PLC进行集中控制，同时设置了PLC异常情况下的应急操作盒。起升机构采用MHTHYROMATBDCH以及10BCCH调压调速装置进行驱动，并且设置了旁路控制系统，在装置异常的情况下进行短时间工作。平移机构（主小车、副小车、大车）采用M

4、VCAN变频调速装置进行驱动，并且主小车机构设置了一用一备两台变频器，在一台变频器异常情况下可以切换到另外一台变频器工作；大车机构设置了两台变频器分别驱动南梁、北梁各两台电动机。司机室内设置MP277PANEL触摸屏，在PLC系统工作正常下对整车电气系统进行实时显示，并且将PLC内部逻辑故障点进行显示，便于查找判断PLC工作正常情况下各机构的工作状态；主梁内设置起重机信息系统CIMS工作站，对起重机工作状况进行实时监控以及记录。整车采用Profibus总线通讯方式进行控制检测，同时具备总线故障时旁路控制功能；考虑网络在起重机上的干扰影响，系统还

5、设计了应急操作系统，独立于PLC操作，在PLC系统故障是可以快速进行起重机操作。2设计说明2.1冗余控制方式设计1）整车各机构驱动装置控制采用I/O端子控制方式与PROFIBUS-DP总线通讯控制方式两种控制方式，两种控制方式通过控制屏上转换开关（I/O控制/BUS控制）一进行切换,即既可以通过I/O端子一指令继电器，对各机构驱动装置发出启动、停止指令，以及各档位指令信号；亦可以通过PROFIBUS-DP总线通讯传输控制字、及参考数据对各机构驱动装置发出启动、停止指令，以及各档位参考速度；两种控制方式在设计过程中通过装置控制的模式的确认以及PL

6、C内部相互联锁确保装置指令接收的唯一。I/O端子控制方式直观，便于机构工作异常时现场维护人员的排查，正常工作时采用I/O端子控制方式，此时PROFIBUS-DP总线通讯将各机构驱动装置内部详细实时数据，并且通过PLC系统设置的CP343-1T业以太网模块，通过Ethernet网络与MHCIMS起重机信息系统传输信息。当I/O端子控制环节一如指令继电器、PLC输出模块、电缆等出现异常时，可及时通过控制屏上转换开关（I/O控制/BUS控制）一进行切换，切换为PROFIBUS-DP总线控制方式，继续正常操作有关机构，降低故障异常停车时间，降低起重机异

7、常停车对炼钢生产的影响，因此控制方式的冗余在起重机电气系统的设计中值得推广。2）应急操作。电气系统整车采用SIEMENSS7-300PLC进行集中控制,司机室设置ET200远程站，PLC系统是稳定可靠的，但是由于铸造起重机高温、粉尘、震动、滑线电压波动大等特殊使用工况，PLC系统出现异常的可能性是存在的，特别是通讯等偶尔出现异常，现场操作维护人员难以在短时间进行排查处理，容易影响生产甚至造成事故，因此在此次改造中设置了应急操作盒以及相应的控制电路，满足在PLC系统出现异常情况下的起重机操作运行要求。应急操作部件一应急按钮盒的连接简便：通过专门设

8、计的航空插头可简便快速连接，控制方式的切换方便，为确保系统的安全，仅将PLC系统的电源断路器断开即可进行应急操作。图1应急操作盒鉴于应急操作的原因一P