大型冶金起重机电气控制系统的设计与实现.pdf

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1、大型冶金起重机电气控制系统的设计与实现吴先文李丽张丹李剑1四川工程职业技术学院德阳6180002中国二重集团公司德阳618000摘要：根据320／50t一22m大型淬火桥式起重机的使用要求及主要技术参数，设计了该起重机的电气系统，重点讨论了PLC控制难点问题的解决方法，对PLC程序进行了优化设计，提高了其可靠性和系统响应速度，具有一定的推广应用价值。关键词：冶金起重机；电气系统设计；PLC程序优化中图分类号：TH162．1文献标识码：B文章编号：1001—0785(2011)07—0031—03Abs

2、tract：Consideringtheuserequirementsandmaintechnicalparametersofthe320／50t一22mlargequenchbridgeerane，thepaperdesignstheelectricalsystemofthecrane，focusingonthesolutionstothePLCcontroldifficultproblemandoptimizationofthePLCpmgam．Thedesignedsystemfeaturesi

3、mprovedreliabilityandsystemresponsespeedandhascertainapplicationvalue．Keywords：ladlecrane；electricalsystemdesign；PLCprogramoptimization总接触器下端单独引电。当急停指令发出时，接1电气控制系统总体方案设计触器会立即断开，同时为了保证可靠停车，总断1．1动力部分路器也将分闸。各主要驱动电机的主回路上都安320／50t一22m大型淬火桥式起重机动力部分装了自动断路器和过流继

4、电器2种保护装置。同主要包括总断路器、总接触器、各机构电动机及时主、副钩起升电机定子内置有PT100温度传感相关保护控制装置、电阻箱等，如图1所示。电器，当电机温度超过设定值时会发出报警信号能从厂房电源滑触线引入，经由总断路器A、B中(但不停机)。的任意1台(其中1台作备用)向总接触器馈电。所有机构的驱动电机都采用三相冶金起重用总断路器提供短路、过载、零压保护。总接触器绕线转子电动机，并采用在转子回路中串入不同为2台容量为1600A真空接触器分相并联而成，阻值电阻的启动调速方案。用于主回路供电，各机构

5、的主回路控制屏分别从1．2控制部分断总断主钩如图2所示，控制部分主要包括联动台、遥器控器、HM1人机界面、PLC可编程控制器、编码器、限位开关和保护装置等。控制系统的核心是1台西门子S7—300可编程控制器，它通过Profibus—DP总线将CPU和2个位于主梁内的I／O子站连接在一起，并通过MPI总线与HM1人机界面交换数据。HMI用于显示起重机的过程状态和故障信息，通过故障自诊断程序可迅速判断故障原因。由于该机主钩为4台电机共同拖动，因此有总接触器电阻柜切电阻接触器柜同步性要求，为了防止在起吊重物

6、时出现同步轴断裂、同步联轴器断齿而引起重大安全事故，在图1起重机电气系统动力部分主起升机构的2台减速器低速轴上分别安装有增《起重运输机械》2011(7)一31—助点状态全部录入PLC，编程时不使用软点而使用由PLC采集回来的真实状态，但采用这种方法可能会出现无休止的接触不良问题。2)全部使用软点编程。在程序中专门编写接触器状态监视程序，用于监控PLC上的输出状态和接触器的真实状态，如果2种状态不符的时间超过规定值，则认为是故障。但这种方法又会导致某些需要高速响应信号得不到及时处理的问题。应结合2种方案

7、的优缺点，根据实际情况采用不同的方法。2．2PLC自诊断程序设计图2起重机电气系统控制部分320／50t一22m大型淬火桥式起重机对安全可靠性要求很高，需要利用PLC自身监视每个模块量式旋转编码器用以监控2台减速器的速度，在及编码器的工作状态。该起重机采用的西门子s7PLC程序中编写了接触器动态监控功能。当出现系列PLC系统提供了相应的故障中断模块OB，速度不同步或超速等故障时由PLC发出急停指令，PLC在检测到自身有故障时会产生相应的中断，使起重机断掉总电源。用户可以在中断中处理故障信息，但如果总线

8、或起重机设有备用电源系统，由1台EPS(三相编码器连接不良时，会导致同一故障反复地出现消防应急电源)和1台UPS(后备电源)构成。和消失，极易造成PLC中断溢出或嵌套过深，从当工作车间因故断电或电源出现故障时，UPS向而导致PLC丢失其他可能更重要的故障中断，造PLC系统供电维持控制核心的正常运行，EPS为主成程序的误判。因此，本系统的自诊断程序不利副钩制动器提供能量，通过间隙式的制动器操作用PLC的故障中断模块，而使用主动扫描的方式将半空中的工件安全落