桥式起重机控制系统的自动化应用.doc

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1、....桥式起重机控制系统的自动化应用　　摘要：桥式起重机电控系统采用专用G7变频器控制，可以轻松实现无级调速，速度控制范围较宽，调速精度较高，速度响应时间快，启动和低速运行时转矩大，有专用卷扬的s参数设置，从而使卷扬电机在零速时，也能提供较大的额定转矩输出，防止卷扬机构产生溜钩现象，提高了起重机使用中的安全I性。　　关键词：桥式起重机；控制系统；自动化　　1工程概况　　某轨道厂1#线百米区的2台桥式起重机是25t+25t双梁桥式起重机，担负1#线生产的百米重轨的入垛及装车工作，2台吊车操控是遥控器操作方式，而且需要2台吊车联动工作。如采用传统的交流绕线式异步电动机，转子串电阻的方法进行起

2、动和调速，继电器一接触器控制。则控制系统不能满足快速、安全、高效的生产和工作需要，也实现不了2车联动和遥控操作准确精准的工作。采用PLC控制的变频调速技术对其拖动及控制系统可轻松完成。　　2拖动系统基本情况.v........　　轨梁厂1#线百米桥式起重机电气拖动有大车电机4台，小车、卷扬电机各2台。电动机为鼠笼异步电动机，制动方式为电磁机械制动及变频器能耗制动。　　3变频调速设计基本思路　　桥式起重机拖动系统由3个基本独立的机构组成：大车拖动系统、小车拖动系统、卷扬拖动系统。交流变频调速技术来实现各机构的调速方式。百米桥式起重机大车、小车、卷扬电动机都需要独立运行，整个系统有8台电动机。

3、大车2台电动机共用1台变频器控制，共2台75kW变频器控制，小车机构1台变频器控制2台电机。卷扬2台75kW电机分别由2台110kW变频器单独控制。用西门子PLCS7-300来接收信号和发送控制信号的控制方式，完成系统逻辑控制部分的控制。电动机的正、反转、调速等控制信号经遥控系统的接收机以硬接线的方式进入PLC，经处理后向变频器发出起停、调速等信号，控制电动机工作。　　3.1大车拖动系统　　大车为双梁结构，分别为4台22kW电机，拖动整台起重机顺着车间做“横向”.v........运动。运行速度6m/min可调。调速比为1：6。拖动方案：采用普通笼型异步电动机驱动大车传动机构。大车为4台4

4、5kW电动机同时拖动，所以2台电机共用1台75kW功率的变频器作为控制。采用U/f开环控制方式，采用的变频器的容量PN应为1台电动机容量PMN的2倍以上。　　3.2小车拖动系统　　小车由两台电动机拖动，单台电机功率为8.5kW。小车拖动吊钩及重物顺着桥架做“纵向”运动。速度3.5ndmin可调。调速比为1：4。拖动方案：也采用普通的笼型异步电动机，配11kW变频器，采用U/f开环控制方式。　　3.3卷扬拖动系统　　卷扬采用2台电动机连轴拖动。卷扬机构拖动重物做吊起或放下的“上下”运动。卷扬电机75kW起重20t，运行速度10m/min可调，调速比为1：10。拖动方案：卷扬机构用电动机要求较

5、高，属于位能变动性负载，系统要求具有良好的动态性能。故此电动机必需使用具有优越性、高性能的变频专用电动机。电动机在选择时比原功率适当提高，以获得足够的力矩值。2台电动机分别配置变频器，并装有测速编码器，采用带PG卡速度反馈的闭环矢量控制方式。?频后转速可以分档控制，采用5段速度运行，从低到高自由切换。　　3.4电机制动方式.v........　　采取由变频器外接的制动单元和制动电阻消耗掉的方式，并配有电磁机械制动方式。采取再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的办法。由变频调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大车、小车和卷扬的速度迅速而准确地降到零，使它们停止。对于起重机，常常会有重物在

6、半空中停留一段时间（如重物在半空中平移），而变频调速系统虽然能使重物静止，但因设备容易受到外界因素的干扰（如在平移过程中常易出现的瞬间断电），因此，仍然必须利用电磁制动器进行机械制动。　　4变频器的选用.v........　　适用于起重机使用的变频器有好多种。选用G7系列变频器。此变频器具有全磁通矢量控制，在低频下也能提供150%额定转矩的起动转矩。有速度反馈环节，可作到零速控制（即使在零速下也有150%额定转矩输出）。该变频器可以通过设定参数的存取级别来选择其控制方式。通常有4种方式可选：无PGU/f开环控制方式、有PGU/f闭环控制方式、无PG开环矢量控制方式、有PG闭环矢量控制方式。

7、大车、小车拖动机构由于其惯量较大，负载变化相对较小，基本上属于阻力性负载，故采用无PG的U/f开环控制方式，不带测速编码器。卷扬提升机构由于负载变化较大，为了获得快速的动态响应，实现对转矩的快速调节。电机安装有测速编码器，采用有PG-B2速度控制闭环矢量控制方式，以获得稳定的工作状态和良好的机械特性。关于溜钩的防止：本系统中由于G7系列变频器具有的零速下的转矩功能，故只需通过PLC和变频器的适当配合即可圆满解决溜钩问题。