PLC与变频器在起重机电控系统中的应用Word格式文档下载.docx
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1、PLC
整个系统以S7-400PLC作为电控核心,主要有电源模块、CPU、输入输出模块及接口模块等组成.输入模块采集由限位开关、热敏电阻、变频器故障反馈等设备地信号状态；
接收主令控制器、按钮开关发出地控制指令,集中在CPU中进行运算,并将程序运算结果通过输出模块和Profibus现场总线传送给接触器和变频器等执行设备,从而驱动电动机、液压抱闸、冷却风机等完成各种生产任务.DXDiTa9E3d
2、Profibus串行通讯现场总线系统
Profibus是一种开放式串行通讯标准,该标准可以实现数据在各类自动化元件之间互相交换.在本系统中以S7-400作为主站,以各机构变频器作为从站,通过DP接口模块和RS485屏蔽双绞线进行数据快速实时交换.RTCrpUDGiT
设置变频器通讯参数：
98.02=fieldbus
激活通迅模块
51.01=Profibus-DP
选择现场总线类型
51.02=3
设置主升变频器站地址
51.03=1500
选择通迅传输速率为1.5Mbit/s
51.04=PPO4选择数据传输类型4<
6个过程数据为一个标准块）
作为主站地PLC中央处理器从从站读取各种输入状态信息,即从变频器读出主升状态字和实际值,包括变频器准备好、上电应答、运行、转矩验证OK、变频器故障、电动机实际转速等信息；
并将各种输出信息写入从站,即将控制字和速度给定写入变频器.包括通讯检测位、来自现场总线地PLC系统地Driveon、来自上位系统地启动信号、故障复位信号及实际频率给定等.使复杂地信号转换、监控、反馈过程全部通过Profibus链地数据传输、和CPU地快速集中处理轻松实现.5PCzVD7HxA
3、
先进地人机界面系统
TP270触摸屏和PLC之间也采用Profibus总线进行数据传输与交换,实时地显示和监控各机构地运行状态及电压、电流、转矩、速度等运行参数,并能利用自身故障实时诊断系统对故障现象进行判断,记录故障时地各种参数,这样,操作人员和检修人员就可以全面及时地了解系统地状态,并可按提示地故障信息去检查和维修,达到准确、快速排除故障地效果,真正实现了人机智能化.jLBHrnAILg
4、
变频调速系统
1）
起升工况及要求
起升机构要求较大地调速比和较硬地机械特性,以适应重物地精确吊装要求；
要求有大地起动转矩,优异地动态转矩响应能力,以适应负载突变,保证重载二次起升地能力；
必须解决好再生制动状态地能量回馈与处理,以缩短减速停车时间；
必须解决好溜钩问题.xHAQX74J0X
2）
变频功能应用
根据起升机构特性和技术要求,变频器采用带测速反馈接口地800系列变频器,配合ACC7.2专用提升软件,形成闭环直接转矩控制,通过预励磁功能和启动转矩设定,使电机启动瞬间力矩最高可达300%,实现了优异地启动特性.内置制动斩波器,外接制动电阻,使制动过程中地产生地再生能量通过制动电阻得到释放,达到快速制动地目地.使用机械制动控制功能,使电机转矩释放和制动器紧密配合,更好地提高了设备地安全性,承受频繁起动冲击地能力及可靠性也大为增加.LDAYtRyKfE
3>
参数设置
99.1=ENGLISH
选择语言.
99.2=CRANE
选择起升专用宏.
99.3=YES
复位为工厂设置.
99.4=DTC
选择直接转矩控制.
99.5=380V
设定电机额定电压为380V.
99.6=286A
设定电机额定电流为286A.
99.7=50HZ
设定电机额定频率为50HZ.
99.8=722rpm
设定电机额定转速为722转/分.
99.9=150KW
设定电机额定功率为150KW.
99.10=STANDARD
选择标准旋转型电机数据辩识.
10.1=DI1
设置数字输入1为制动应答信号.
14.1=BRAKELIFT
设置继电器输出1为机械制动控制.
14.2=WATCHDOG-N
设置继电器输出2为看门狗,当发生到通讯故障、制动斩波器故障、CPU阻塞等故障时切断制动器输出并急停.Zzz6ZB2Ltk
14.3=FAULT
设置继电器输出3为故障输出,当发生过电流、过电压、过力矩、过载、过速度等故障时保护装置动作.dvzfvkwMI1
20.1=-722rpm
设置最小转速为-722转.
20.2=722rpm
设置最大转速为722转.
20.6=OFF
关闭直流过电压控制器.
21.1=CNSTDCMAGN
设置启动特性为恒定励磁模式.
21.2=600ms
设置预励磁时间为600ms.
27.1=ON
激活制动斩波器地控制.
27.2=ON
激活制动电阻器地过载保护功能.
30.4=FAULT
选择电机过温时地保护类型为故障跳闸停车.
30.10=FAULT
选择电机缺相时地保护类型为故障跳闸停车.
30.11=FAULT选择电机发生接地故障时保护类型为故障跳闸停车.
30.12=FAULT选择现场总线与变频器地通讯异常时地保护类型为故障跳闸停车.
50.1=1024
设定编码器每转地脉冲数为1024.
50.2=A_-_B_-_
选择对信号A、B地所有边沿计数并换算成速度.
50.3=FAULT
设定脉冲编码器与编码器接口模块之间,或编码器接口模块与变频器控制板之间检测到通讯故障时地保护类型为故障跳闸停车.rqyn14ZNXI
50.5=TRUE
选择将编码器模块地实际速度反馈用于速度和转矩控制.
61.1=110%
设定当电机速度值超过额定速度地110%时,传动将跳闸并显示过速度故障.
62.1=TRUE
选择激活转矩监视功能.
64.1=FALSE
选择控制方式为现场总线.
65.1=FALSE
选择电机停止后只在65.2地时间内保持励磁.
65.2=5s
选择电机停止后电机励磁电流保持on地时间,在此时间内电动机保持励磁并随时准备快速重起.EmxvxOtOco
66.1=TRUE
选择转矩验证功能有效.
66.3=100%
选择转矩验证有效值.在启动时,只有当电机力矩达到该值并通过验证时才会发出抱闸打开指令.SixE2yXPq5
67.1=2S
设定制动施加时间为2S,当停止时电机速度下降到零速值,抱闸开始闭合,在此时间内电机保持力矩,直至抱闸闭合完闭.防止重物下滑溜钩.6ewMyirQFL
67.2=2%
设定相对零速值为2%,在当实际速度达到该值以下时,制动器开始闭合.
67.09=P67.10
选择启动转矩调用P67.10地值.
67.10=100%
设定启动时转矩给定值为100%.
69.2=3S
设定上升方向转速从0到100%地加速时间为3S.
69.3=3S
设定下降方向转速从0到-100%地加速时间为3S.
69.4=2S
设定上升方向转速从100%到0地减速时间为2S.
69.5=2S
设定下降方向转速从-100%到0地减速时间为2S.
98.1=RTAC-SLOT1
激活与脉冲编码器模块地通讯.
4>
主要功能介绍:
转距验证
转矩验证用于确认在松开抱闸和开始提升运行之前传动能够产生转矩,抱闸没有打滑.它是将机械抱闸被施加时给一个正地转矩给定（P67.10地值>
来完成地.如果转矩验证成功,则表示转矩达到了正确地等级,才能执行启动序列中地下一步骤.当变频器启动信号有效时,转矩验证程序就开始了,完成之后,转矩验证OK被置1,如果在转矩验证期间检测到了任何故障,则转矩验证失败,且传动跳闸停车,并在监控系统中给出故障指示,大大增加了起重机地安全性.kavU42VRUs
机械制动控制
变频器内置了制动逻辑控制器,用来控制抱闸接触器地动作.当接收到启动命令时,变频器首先对电动机进行预励磁,然后释放速度和转矩控制器,如果转矩验证OK通过,制动器将抬起,电动机将按照正常地加速时间运行.如果在规定地时间内没有接收到制动应答信号,传动将故障跳闸并指示制动器故障.启动命令撤去之后,传动将按减速时间减速到相对零速,当接到零速信号反馈后,制动抬起命令被关闭,在制动施加时间（即P67.1地值>
内传动将保持励磁和转矩输出,直至制动器闭合完毕,有效地预防了溜钩事故地发生.y6v3ALoS89
再生能量地处理
重载下降时电动机处于再生制动状态,对于再生电能,必须能够妥善处理,以保证能使减速停车时间尽量缩短.通过设置20.6=OFF关闭直流过电压控制器、27.1=ON激活制动斩波器地控制,设置P69.04、P69.05选择合理地减速时间,当重物下降减速时,所产生地再生电能将通过和逆变管所并联地二极管全波整流后反馈到中间直流电路,这一过程将产生泵升电压,当此电压超过门限值,制动斩波器就会被激活,把多余地电能通过制动电阻快速得到释放,保证了在短时间内快速减速或停车.M2ub6vSTnP
总结
综上所述,该系统PLC程序控制使外部硬接线简单明了,故障率低且易于维护,整个系统电网适应性强,起动转矩和低速转矩高,速度响应快,调速范围宽,各档位速度可任意设置,加减速时间可调,尤其是提升专用软件,使该起重机具备了提升机应用所需地全部控制和安全功能,确保了安全可靠地运行.智能人机界面系统具备了完善地保护及监控功能,使操作者随时掌握整个系统地状态,故障处理更加简便快捷.0YujCfmUCw
该系统自投入运行以来,一直运行良好,调速性能优异、定位准确、操作简单、故障率低、维护方便,大大地提高了企业生产效率,有着广泛地推广价值,必将成为起重设备电控系统地发展方向.eUts8ZQVRd
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