【文章內(nèi)容簡介】 器數(shù) 字量控制的直流驅(qū)動調(diào)速系統(tǒng)，其控制功率從 300HP到 4000HP，并采用 PLC對整機驅(qū)動系統(tǒng)實施故障診斷、檢測、報警及控制。 （ 2）交流調(diào)速控制系統(tǒng) :對于起重機械來講，交流驅(qū)動仍是國內(nèi)普遍采用的方案而且多數(shù)停留在繞線式電機轉(zhuǎn)子串電阻來調(diào)速。隨著功率電子技術(shù)的發(fā)展，早在六十年代后期，國外就開始致力于晶閘管定子調(diào)壓調(diào)速技術(shù)的開發(fā)研究。 可編程序控制器 PLC引入到交流電氣傳動系統(tǒng)后，使傳動系統(tǒng)性能發(fā)生了質(zhì)的變化。在橋式起重機實現(xiàn)了抓斗的自動控制和故障診斷、檢測顯示等，達到了新的技術(shù)高度。 （ 3）變頻調(diào)速 :變頻調(diào)速的控制方法有恒壓頻比控制，轉(zhuǎn)差頻率控制，矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制等。這些控制方法都得到了不同程度的應(yīng)用，但其控制性能有一定的差異。直流電動機之所以與有良好的控制性能，其根本原因是當(dāng)勵磁電流恒定時，控制電樞電流的大小就能無時間滯后的控制瞬時轉(zhuǎn)矩的大小。異步電動機產(chǎn)生瞬時轉(zhuǎn)矩的原理雖然與直流電動機相同，但由于建立氣隙磁場的勵磁分量和電磁轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)裝置電流有功分量都應(yīng)包含在定子電流中，無法直接將它們分開，在運行過程中，這兩個分量有會互相影響。 本課題中以橋式起重機作為研究實體，由上可知，傳統(tǒng)橋式起重機的控制 系統(tǒng)主要采用交流繞線機轉(zhuǎn)子串電阻的方法進行啟動和調(diào)速，繼電 — 接觸器控制，這種控制系統(tǒng)的主要缺點有： （ 1）橋式起重機工作環(huán)境差，工作任務(wù)重，電動機以及所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生。 （ 2）繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高。 （ 3）轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，機械特性軟，負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想。所串電阻長期發(fā)熱，電能浪費大，效率低。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速作為一種調(diào)速方法自本世紀(jì)初提出以來發(fā)展十分迅速，它在節(jié)能，維護量小， 自動控制性能好等方面有明顯的優(yōu)點，變頻技 術(shù)正普遍應(yīng)用于電力拖動領(lǐng)域，特別是對一些耗能較大的設(shè)備實行變頻調(diào)速，取得了明顯的節(jié)能效果，而起重機械設(shè)備的拖動調(diào)速系統(tǒng)在低于額定轉(zhuǎn)速時，仍然主要是通過轉(zhuǎn)子的外接電阻消耗能量來實現(xiàn)。近年來，各大有色企業(yè)都在進行技術(shù)改造，工程項目很多，在每一個工程項目中，都少不了橋式起重機。比如江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠備料車間，梅山熱軋技改和 2 號連鑄機工程，中鋁廣西分公司，中國鋁業(yè)青海分公司第三電解廠等都采用了變頻調(diào)速技術(shù)，并采用了 PLC進行控制。在 9O％ 的起重機上成功地運用了變頻調(diào)速技術(shù)。使起重機在全速范圍內(nèi)實現(xiàn)了高精度 控制，不論輕載或重載均有穩(wěn)定的運行速度，起、制動平穩(wěn)，減小了機械傳動機構(gòu)的沖擊，調(diào)速范圍寬，可達 1： 10 以上；變頻調(diào)速轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，零速能夠輸出額定轉(zhuǎn)矩，為防止松閘、抱閘時的溜鉤現(xiàn)象提供了可靠的保證；主令控制信號與變頻器給出的低速抱閘信號相結(jié)合控制制動器動作，達到低速抱閘及準(zhǔn)確定位功能，并可減輕制動器的磨損。起重機采用先進的可編程控制技術(shù) PLC和變頻器技術(shù)，以程序控制取代繼電器 接觸器控制，交流電動機調(diào)速方式采用變頻調(diào)速。 要從根本上解決這些問題，只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式。近年來，隨著微機技術(shù)的迅猛發(fā)展和電子計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用， PLC 控制技術(shù)開始應(yīng)用在起重機的電力拖動系統(tǒng)。電控系統(tǒng)是起重機正常工作的關(guān)鍵設(shè)備，電氣設(shè)計立足于安全，可靠，技術(shù)先進，性能價格比合理，維修方便。因此采用 PLC 控制的調(diào)速技術(shù)是起重機各項技術(shù)性能的主要保證。 PLC 控制系統(tǒng)的主要特點： （ 1） 采用 PLC對起重機電控系統(tǒng)進行控制和管理 , 使其工作時對信號顯示和故障監(jiān)測十分方便 , 可大大縮短檢修時間。 （ 2） 采用 PLC作為電控系統(tǒng)裝置 , 可節(jié)省 司機室內(nèi)的空間 , 方便司機操作。 （ 3） 電控系統(tǒng)的邏輯控制大多由 PLC以掃描方式執(zhí)行用戶程序來完成。與繼電器控制電路相比 , 減少了大量的中間繼電器和時間繼電器 , 使單臺起重機的電控配置達到相當(dāng)高的技術(shù)水平 , 各種調(diào)速裝置 (如可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置、交流變頻 ) 均可順利聯(lián)接于PLC的控制當(dāng)中 ,從而實現(xiàn)對各機構(gòu)電動機的高精度實時控制。 （ 4）使用 PLC的控制系統(tǒng)的自動化程度較高 , 既適用于新產(chǎn)品的開發(fā) , 又適用于老設(shè)備的改造。隨著起重機電控設(shè)備更新?lián)Q代步伐的加快和計算機自控技術(shù)的不斷發(fā)展 , 應(yīng)用高科技技 術(shù)來保證起重機安全可靠性 , 將是必然的趨勢。 一、 PLC的系統(tǒng)組成與各部分的作用 PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 可分為整體式和組合式。 整體式 PLC是將中央處理器 (CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構(gòu)成主機。另外還有獨立的 I/O擴展單元與主機配合使用。主機中， CPU是 PLC的核心， I/O單元是連接 CPU與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口電路，通信接口用于 PLC與編程器和上位機等外部設(shè)備的連接。 組合式 PLC將 CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能工 I/O單元、通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相連 .裝有 CPU單元的底板稱為 CPU底板，其它稱為擴展底板。 CPU底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過 l0m,無論哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都可以根據(jù)需要進行配合與組合。它主要是由CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入 /輸出接口電路等組成。 (CPU) 中央處理單元一般由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片內(nèi)，CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和 控制總線與存儲單元、輸入 /輸出接口電路相連接。它是 PLC的運算、控制中心。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務(wù) : （ 1）接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； （ 2）診斷電源、 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤； （ 3）用掃描的方式接收輸入信號，送入 PLC的數(shù)據(jù)寄存器保存起來； （ 4） PLC進入運行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執(zhí)行，完成用戶程序中規(guī)定的各種操作； （ 5）將用戶程序的執(zhí)行結(jié)果送至輸出端。 根據(jù)存儲器 在系統(tǒng)中的作用，可以把它們分為以下 3種 : （ 1）系統(tǒng)程序存儲器 :和各種計算機一樣， PLC也有其固定的監(jiān)控程序、解釋程序，它們決定了 PLC的功能，稱為系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序存儲器就是用來存放這部分程序的。系統(tǒng)程序是不能有用戶更改的，故所使用的存儲器為只讀存儲器 ROM或 EPROM。 （ 2）用戶程序存儲器 :用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中，由于用戶程序需要經(jīng)常改動、調(diào)試，故用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的 RAM。由于 RAM掉電會失去數(shù)據(jù)，因此使用 RAM作用戶存 儲器的