高架門座起重機電氣控制系統(tǒng)

 

    1電機與調(diào)速方案高架門機由起升機構、變幅機構、回轉(zhuǎn)機構和大車機構組成。其中起升機構、變幅機構和回轉(zhuǎn)機構采用直流電動機加可控硅整流的調(diào)速方案。起升機構由2臺電機和2套整流裝置分別驅(qū)動，機構保證了2臺電機的負載是相同的，正常作業(yè)時，只要控制2臺電機的速度（位置）相同即可；回轉(zhuǎn)機構則由2臺電機和1套整流裝置驅(qū)動，為保證2臺電機的負載基本平衡，在電樞回路串聯(lián)了降壓電阻。大車機構則采用交流電動機加液力偶合器的方案，電氣系統(tǒng)圖見。

 

    電機采用Z4系列直流電動機。高架門機的起升機構在安裝工況*小幅度時*大起重量為63t，額定速度為28m/min.而在澆筑工況時，滿載（20t）時的速度應為63m/min，空載（5.6t）時則應為100m/min，調(diào)速范圍較大。因而在安裝工況，采用改變電樞電壓的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方案，而在澆筑工況，當電機超過額定速度后采用減少勵磁電流的弱磁升速恒功率調(diào)速方案。

 

    可控硅整流裝置采用6RA22系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置，整個控制系統(tǒng)的控制與調(diào)節(jié)由16位微處理器來實現(xiàn)。1個帶有數(shù)字顯示器的參數(shù)設定單元，不再需要其他附加設備便可完成參數(shù)的設定與調(diào)試。電樞由2個反并聯(lián)無環(huán)流三相全控橋供電，為電樞可逆系統(tǒng)，并有較大的弱磁調(diào)速范圍。采用微機控制使系統(tǒng)的調(diào)試過程大為簡化，既可根據(jù)經(jīng)驗進行手動優(yōu)化，也可通過調(diào)用參數(shù)對電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器及勵磁特性曲線進行自動優(yōu)化，從而實現(xiàn)*佳控制。裝置還具有完善的故障診斷、報警、顯示和保護功能。

 

    2PLC硬件配置與應用軟件套利用一對一方式通訊，節(jié)省了大量的控制電纜，便于安裝、維護，提高了可靠性。采用GV50一E型觸摸顯示屏可實時動態(tài)以圖形和數(shù)字同時顯示整機狀況，如時間、吊鉤高度、回轉(zhuǎn)角度、變幅幅度等，出現(xiàn)故障時能同時顯示故障代碼。并且，還可根據(jù)需要切換顯示不同的生產(chǎn)畫面。

 

    高架門機的回轉(zhuǎn)機構可360°回轉(zhuǎn)，變幅機構只能在*小幅與*大幅之間運行。

 

    2GV50―E型觸摸顯示屏與回轉(zhuǎn)的吊鉤俯視位置需逐點手動生成。先將回轉(zhuǎn)光電編碼器360°回轉(zhuǎn)變化值分成64個區(qū)域再將變幅光電編碼器的幅度變化值分成16份，逐點輸入至顯示屏。

 

    3帶絕對值編碼器的主令開關一般的主令開關都是節(jié)點式的，個別也有帶電位計的。在繁重工況下，其在1年左右就會損壞。因此，應配置帶絕對值編碼器的主令開關。絕對值編碼器在一圈內(nèi)數(shù)據(jù)從0~255變化，主令開關在零位與正、反*大值之間使編碼器各轉(zhuǎn)160°左右，即使主令開關在零位及正、反*大位置之間約有100個點，相當于無級調(diào)速。由于編碼器選用堅固型、無接觸磨損、可靠性高，因而主令開關的壽命有所提高。另配有專門開發(fā)的軟件，使絕對值光電編碼器在安裝時無需對準數(shù)據(jù)位置。

 

    絕對值編碼器安裝固定后，其升降對應的旋轉(zhuǎn)方向是固定的，即對應的降方向，絕對值編碼器的數(shù)據(jù)為增加方向，中間有可能增至一定數(shù)值后突變至零，再從零開始增加。主令開關在零位時對應的數(shù)據(jù)可能是其變化范圍中的任一個。在設置方式下，只要將主令從零位往升方向至*大值，再往降方向至*大值，PLC就能自動得出數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)，從而計算出升區(qū)間長度和降區(qū)間長度。進而計算出主令手柄位置在升或降區(qū)間的相對長度值，就可換算成相應的速度給定值。計算流程圖見。

 

    4PLC增量給足采用6RA22系列全數(shù)字式可控硅直流調(diào)速裝置，利用PLC的D/A模塊輸出作為調(diào)速裝置的速度給定，機構的恒定加速度通過PLC增量形式給出。通過安澆筑工況方式轉(zhuǎn)換開關，可方便地調(diào)整機構的加速度，如安裝時起升速度*高為28m/min，加速時間為5s，澆筑時再結合重量傳感器及電機電流等參數(shù)，使?jié)M載起升速度為63m/min，空載自動為100m/min，為提高生產(chǎn)率，加速時間則縮短為3s兼顧了安裝時所需的平穩(wěn)及澆筑生產(chǎn)時的高效，見。增量計算流程圖見。

 

    配有專門開發(fā)的位勢負載抱閘控制軟件，當電機電流大于設定值時才允許報閘打開，防止溜鉤；停機時，先電制動，當速度降到設定值以下，再投入報閘（緊急故障狀況時，則立即投入抱閘），做到制動平穩(wěn)可靠，制動器磨損少。

 

    26多重保護裝置配有如限位有光電編碼器、凸輪開關和極限機械開關等保護裝置，重量檢測有負荷傳感器和電機電流等參數(shù)綜合檢測，正常時，所有保護同時起作用。當部分有故障時，在安全有保障的前提下，可方便地通過轉(zhuǎn)換開關將部分保護切除，不影響正常生產(chǎn)，待允許停機時，再消除相應故障，確保安全生產(chǎn)，適應國情。

 

    2.7配置機房操作開關電機低速運行值可方便地設置，便于卷筒穿繩和調(diào)整等維護工作。

 

    2.8配置故障診斷程序當電氣故障出現(xiàn)時，能實時顯示故障代碼。

 

    2.9PLC的程序編制將用于順序控制的級式編程移植到方式、功能塊轉(zhuǎn)換上，從而縮短了程序掃描時間，提高了實時響應速度，使程序簡潔、明了、易于調(diào)試。

 

    3結束語高架門機自三峽工地投入使用以來，由于其先進、可靠、使用維護方便，受到了使用單位的好評。在基本無資料的情況下，使國產(chǎn)高架門機電氣控制性能上了1個臺階，可與進口設備相比美，達到了預期的設計目標?！?=|°XDi―-安裝時的給定增量T1△2=D2―-澆筑時的給定增量用增量給定除了可改變電機的加減速度，還可通過判斷目標值是否等于當前給定值來確認電機是處于加速還是速狀態(tài)，從而可利用電機電流等參數(shù)來計算吊鉤下負載大小，再對力矩保護曲線線性插值，計算出允許力矩值，作后備力矩超載保護。