维修电工论文正稿.doc

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1、...国家职业资格（二级）全省统一鉴定维修电工论文PLC在行车电气控制回路改造中的应用姓名：所在单位：时间：.......PLC在行车电气控制回路的改造中的应用摘要：介绍PLC控制的变频器拖动系统在行车的应用，对系统中PLC与变频器的通信，同步纠偏，安全措施做了详细的说明，并给出了系统软、硬件组成。关键词:电力拖动变频调速可编程控制器1引言我厂铸铝车间行车采用绕线式异步电动机转子串接频敏电阻进行启动和调速，这种继电器－接触器控制方法在实际运行中存在以下问题：1）行车工作环境恶劣，工作任务繁重，电动机所串频敏电阻器烧坏、断裂、接地故障时有发生，造成电动机频繁烧损。2）由于机体震动及导电性粉尘

2、环境，继电器－接触器控制系统的可靠性差、故障率高、维修困难、维护费用高、检修工人疲于维护。3）转子串频敏电阻调速，机械特性软，负载变化时，运行不平稳，且运行中频敏电阻长期发热，电能浪费严重。4）各接触器在大电流状态下频繁分段、吸合，造成电网高次谐波污染严重，电网功率因数低。.......1）于是我厂采用了PLC代替了继电器－接触器的控制，将变频器代替电动机转子串频敏电阻器的调速方式，改造后，运行效果显著，解决了以上问题。1PLC控制的行车变频器拖动系统组成1.1系统组成主令控制器PLC1PLC1PLC3PLC4变频器2变频器1变频器3变频器4M1M1M1M2M1行车的大车、小车、抓斗提升、

3、抓斗开闭电机都需要独立运行，大车有两台电机同时驱动、小车、抓斗提升、抓斗开闭各为一台电机驱动，整个系统有5台电机。为了保护各部分安全运行互不影响，采用了4台变频器拖动，并用了4台PLC分别加以控制，系统图如图1所示：大车小车提升开闭22KW7.5KW37KW37KW.......PLC接收主令控制器的速度控制信号，该信号为数字量控制信号，信号电平为AC220V.这些信号、安全限位信号及启动、急停、复位、零琐等信号，全部信号采用汇点式输入。PLC针对这些信号完成系统的逻辑控制功能，并向变频器发车起、停、正、反转及调速等控制信号，使电动机处于所需的工作状态。变频器接收PLC提供的控制信号，并按

4、设定向电机输出可变频、变压的电源，从而实现电机的调速。操作人员按实际需要通过主令控制器向PLC发出各种控制信号。提升电机在下放重物时，电动机反转，由于重力加速度的原因，电动机处于再生制动状态，拖动系统的机械能转换为电能，并存储在电压型变频器的滤波电容器的两端，使直流电源不断上升，甚至能击穿电器绝缘，当电压上升到设定值时，接入泄能电阻来消耗直流电路的这部分能量，保证变频器安全运行。1.1变频器与PLC通信系统采用现场总线方式代替传统的模拟量或开关量方式控制变频器。系统中，小车及提升变频器通过选件模块连接至Profibus-DP总线上。综合考虑数据传输的实时性及稳定性，系统选用PPC-3作为传

5、输格式，波特率选择为387.5Kbps。采用总线结构后，系统进一步优化，具体表现如下：1）布线简单.......只需要1根两芯的屏蔽双绞线，而采用别的方式至少需要4根电缆，从而减少了维护工作。1）给定稳定避免了因信号的漂移、电磁干扰等诸多因数而引起模拟量给定抖动，新车系统速度给定更加可靠。2）速度持续相对与采用开关量作为速度给定的系统，速度给定由离散量变成了连续量，使得变频器刻录接受来自PLC的速度微调指令，以实现抬吊作业平衡。2.3备用应急系统当总线干缆或总线上某点出现损坏时，有可能使系统无常工作。因此系统中设有一套备用的系统，以防止紧急情况下总线不能正常使用，但又不能停止作业的工况。变

6、频器设有两套工作方式，一套采用总线通信，用于正常控制；一套采用开关量控制，用于应急状况。通过PLC切换两套参数，两套参数在手柄档位的速度给定上完全一致，因此从使用角度感觉补充两套参数的切换。1.1同步与纠偏.......行车在抓斗提升抬吊作业时，系统进入自动纠偏模式，以保证吊钩在抬吊时钢丝位置同步。由于机械安装时摩擦阻转矩，机械报闸的调整不可能完全一致，因此系统不采用动态实时纠偏，而采用一种折衷方案，其工作原来为：首先，系统在PLC中设置2个阀值，阀值1用于启动吊钩的自动纠偏，阀值2用于结束自动纠偏；其次，PLC读入安装在起升卷筒上的编码器的数据并实时计算起升高度；再次，PLC比将一个微小

7、的速度偏差量叠加在由手柄确定的基准速度上，当两个高度之差小于阀值2时，取消该偏差量，通过惯性进一步减小提升高差；最后，PLC将计算合成后的速度值能通过Profibus-DP下载到变频器中，作为抓斗提升的电机的速度给定。1PLC软硬件设计及应用1.1PLC硬件设计行车大车、小车、抓斗提升、抓斗开闭电机由不同的PLC控制，大车、小车、提升、开闭电机都运行在电动工作状态，变频器及PLC的控制结构及软、硬实现基本相同。提升电机运