【導(dǎo)讀】它的金屬結(jié)構(gòu)像門形框架，承載主梁下安裝兩條支腳，可以直接在地。面的軌道上行走，主梁兩端可以具有外伸懸臂梁。門式起重機(jī)具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應(yīng)面廣、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，在港口貨場得到廣泛使用。越來越多地選用這種機(jī)型。本文介紹軌道式集裝箱門式起重機(jī)的三大工作機(jī)構(gòu)、電。震動(dòng)與擺動(dòng)的工況下作業(yè)，容易發(fā)生故障，特別在高溫、多灰塵、潮濕的環(huán)境下，更容易發(fā)生故障且可能引發(fā)事故。本文主要主要是利用PLC控制的變頻調(diào)速技術(shù)，接，去掉電刷和集電環(huán)，節(jié)省更換電動(dòng)機(jī)的費(fèi)用。而且調(diào)速性能好，時(shí)間都可以根。據(jù)現(xiàn)場情況由變頻器設(shè)置，調(diào)整方便。負(fù)載變化時(shí)，各檔速度基本不變。的電器設(shè)備和電器控制方法提高起重機(jī)的工作效率。

　　

【正文】 機(jī)的供電頻率和電壓的方式 ，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié) 的 現(xiàn)代電力電子設(shè)備 。 它 根 據(jù)電機(jī) 的 不同負(fù)載可分別實(shí)現(xiàn)節(jié)能 ， 提高生產(chǎn)效率 ,提高產(chǎn)品質(zhì)量 ,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ,增加設(shè)備使用壽命并使設(shè)備小型化等用途 ， 廣泛應(yīng)用在鋼鐵 、 輕工 、 化學(xué) 、 纖維 、 汽車 、 電機(jī) (機(jī)械 )、 機(jī)床 、 食品 、 造紙 、 水泥 、 礦業(yè) 、 煤氣 、 交通 、 裝卸搬運(yùn) 、 工廠建筑 、 農(nóng)業(yè) 、 生活服務(wù) 、 電力 、 試驗(yàn)研究 、 石油等領(lǐng)域 。 變頻器的主要特點(diǎn) 1． 主控芯片 :采用美國 TI公司 32位電機(jī)專用處理芯片 DSP,可實(shí)現(xiàn) 10kHz以上調(diào)制頻率 ,實(shí) 時(shí)響應(yīng)速度快 ,輸出諧波分量小 ,噪聲低 。 2． 控制方式 :采用空間電壓矢量 (SVPWM)控制方式 ,轉(zhuǎn)矩功能強(qiáng) 。 3． 散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) :獨(dú)立散熱通道 。 功能 : 1． 內(nèi)置 PID,可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)功能 。 2． 內(nèi)置轉(zhuǎn)速跟蹤 ,瞬時(shí)停電再啟動(dòng) 。 3． 任意加減速曲線設(shè)置 。 26 4． 多段速設(shè)計(jì) ,任一段正反轉(zhuǎn)運(yùn)行 。 5． 自動(dòng) /手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升功能 ,多種 V/f曲線設(shè)置 。 6． 獨(dú)有的載頻和死區(qū)補(bǔ)償技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)完美電流波形 ,較少電機(jī)運(yùn)行發(fā)熱 。 7． 獨(dú)特的低頻轉(zhuǎn)矩控制技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)小 。 8． 高載波頻率控制 ,降低電動(dòng)機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲 。 9． 操作盒自由分離 ,使用延伸電纜選件可簡單地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作 。 10． 可簡單地由鍵盤面板或外部接點(diǎn)信號進(jìn)行點(diǎn)動(dòng) (JOG)運(yùn)行操作 。 11． 符合國際標(biāo)準(zhǔn) ,適用于中國國內(nèi)任何區(qū)域 。 12． 現(xiàn)場升級功能 ,滿足客戶化定制要求 。 變頻器類型 已廣泛應(yīng)用在 :注塑機(jī) ,擠塑機(jī) ,拉絲機(jī) ,高速工業(yè)洗衣機(jī) ,攪拌機(jī) ,風(fēng)機(jī) ,水泵 ,紡織機(jī) ,煤礦機(jī)械 。 變頻器種類及應(yīng)用場合 ： 根據(jù)不同的負(fù)載類型 ,變頻器起到的主要作用是不一樣 ,它可以分別實(shí)現(xiàn)節(jié)能 ,調(diào)速等功能 。 1． 風(fēng)機(jī)泵類等平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載 —風(fēng)機(jī)水泵專用 P型變頻器 根據(jù)電氣傳動(dòng)理論 ,不同類型負(fù)載的變頻節(jié)能效果是不同的 ,平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載的變頻節(jié)能效果非常明顯 。 風(fēng)機(jī) ,泵類等平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載 ,其耗電量約占工業(yè)總耗電量的 70%,采用變頻調(diào)速技術(shù) ,其耗電量一般平均可減至額定功率的 60%70%。 2． 通用型等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 —通用 G型變頻器 壓縮機(jī) ,軸流泵 ,傳送帶等典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 ,使用變頻器后 ,減少了設(shè)備的啟動(dòng)沖擊 ,增加了高精度調(diào)速等功能 .同時(shí)具有一定的節(jié)能效果 。 采用多端信號輸入控制 ,比例壓力 ,流量信號作為主輸入信號 ,另外幾路動(dòng)作單向閥作為輔助輸入信號 ,當(dāng)出現(xiàn)某一 個(gè)動(dòng)作工作壓力不足時(shí) ,可以單獨(dú)調(diào)整而不影響其他工況 .使電機(jī)在整個(gè)變化的負(fù)荷范圍內(nèi)的能量消耗達(dá)到所需的最小范圍 ,并確保電機(jī)平穩(wěn) ,精確地運(yùn)行 。 即保證產(chǎn)品質(zhì)量又節(jié)約電能 ,真正做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用 。 門式起重機(jī)的變頻調(diào)速 1．變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制要點(diǎn)： 門式起重機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)的控制動(dòng)作包括：大車的左右行及速度檔次；小車的前后行和速度檔次；吊鉤的升降及速度檔次等。所有這些都可以通過可編程控制器（ PLC）進(jìn)行無觸點(diǎn)控制。防止溜鉤。 對于 “ 溜鉤 ” 現(xiàn)象方面，可以充分利用變頻器豐富的控制功能，有些變頻器制造商已生產(chǎn)了起重機(jī)專 用的變頻器。電磁抱閘在 27 接收信號到松開約 秒鐘，因此在抱閘抱住時(shí)不能有較高的輸出頻率。從變頻器的功能考慮，可利用變頻器的零轉(zhuǎn)速 100%轉(zhuǎn)矩輸出功能和預(yù)勵(lì)磁功能。 2． 零速全轉(zhuǎn)矩功能： 變頻器可以在速度為零的狀態(tài)下，保持電機(jī)有足夠大的轉(zhuǎn)矩，且不需速度反饋裝置。這一功能保證了吊鉤由升、降狀態(tài)減速為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)能夠使重物在空中停住，直到電磁制動(dòng)器將軸拖住為止，從而防止了溜鉤。 3． 停止時(shí)和起動(dòng)前的預(yù)勵(lì)磁功能： 變頻器可以在停止時(shí)和起動(dòng)前自動(dòng)進(jìn)行直流預(yù)勵(lì)磁。使電機(jī)有足夠大的轉(zhuǎn)矩，維持重物在空中的停住狀態(tài)，以保證在 電磁制動(dòng)器釋放時(shí)不會(huì)發(fā)生 “溜鉤 ”。 變頻器容量選定 1． 不同類型的負(fù)載選用相應(yīng)型號的變頻器 ， 因?yàn)樗鼈兪墙?jīng)過專門設(shè)計(jì)的 。 2． 一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)并列運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) ， 按變頻器的額定輸出電流大于并列電機(jī)額定電流之和的 。 3． 需要大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)時(shí) ， 要選擇大 1級容量的變頻器 。 接線切勿將電源加到變頻器的輸出端子 U ， V， W， 變頻器會(huì)損壞 。 設(shè)備接線完成后一定檢查無誤 。 方可投運(yùn) 。 4． 設(shè)置場所周圍環(huán)境 ： 要避開容易高溫 ， 多濕 ， 結(jié)露的環(huán)境以及有灰塵 ， 棉絮 ， 腐蝕性的氣體 ， 研磨液等有害場所 ， 放置通風(fēng)條好 的室內(nèi) 。 裝入柜子內(nèi)的變頻器一定要考慮到變頻器的散熱和通風(fēng) 。 變頻器要安裝在不燃的材料上 。 5． 保養(yǎng)檢查 ： 因變頻器內(nèi)部有儲(chǔ)能電容器 ,切記在停電后等放電燈滅后方可進(jìn)行保養(yǎng)和檢查 。 6． 控制回路的配線距離 ： 進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作時(shí) ， 變頻器的接線請使用雙絞屏蔽線 。 而且 ， 為了不受外圍設(shè)備的干擾 ， 與強(qiáng)電回路 (主回路和繼電器程序回路 )分開進(jìn)行接線 。 7． 變頻器電機(jī)間的接線距離 ： 到電機(jī)的接線距離較長時(shí) ， 由于受流過各相間分布電容高頻電流的影響 ， 變頻器可能會(huì)過熱和發(fā)生過流跳閘 。 此時(shí)應(yīng)降低變頻器的調(diào)制頻率 ， 不得高于 4kHz。 8． 電 線尺寸 ： 變頻器和電機(jī)間的接線距離較長時(shí) (特別是低頻輸出時(shí) )， 由于有電線壓降 ， 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低 ， 應(yīng)使用足夠截面的電線 。 9． 接地配線 ： 變頻器接地端子應(yīng)可靠接地 。 相關(guān)外圍設(shè)備 ： 28 配線用斷路器 ： 在變頻器的輸入側(cè) ， 為了保護(hù)一次側(cè)線路 ， 請?jiān)O(shè)置配線用斷路器(MCCB)。 漏電斷路器請使用高次諧波對應(yīng)產(chǎn)品 。 輸入側(cè)電磁接觸器 ： 不要頻繁的操作輸入側(cè)電磁接觸器 (MC)， 會(huì)導(dǎo)致變頻器故障 。 需要頻繁的運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí) ， 請使用控制端子的信號輸入來進(jìn)行 。 輸出側(cè)電磁接觸器 ： 原則上 ， 在變頻器和電機(jī)之間設(shè)置電磁繼電 器在運(yùn)轉(zhuǎn)中不要開斷 。 為了對工頻電源進(jìn)行切換 ， 向變頻器的輸出側(cè)設(shè)置電磁接觸器時(shí) ， 應(yīng)在變頻器和電機(jī)都停止時(shí)進(jìn)行 。 濾波電抗器 ： 變頻器的輸入和輸出端不得加裝改善功率因數(shù)用的移相電容器 ， 如改善功率因數(shù)可加裝交流或直流電抗器 。 電磁干擾 ： 通過安裝干擾濾波器可降低變頻器的輸入高次諧波成分產(chǎn)生的妨害 。 驅(qū)動(dòng)通用電機(jī) ： 絕緣耐壓 ： 使用 IGBT的電壓型 PWM方式的變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí) ， 由于電線長度等原因造成的浪涌電壓 ， 可能使電機(jī)線圈的絕緣損壞 。 請與電機(jī)制造商聯(lián)系 ， 必要時(shí)使用絕緣強(qiáng)化的電機(jī) 。 溫度上升 ： 用變頻 器驅(qū)動(dòng)通用電機(jī)時(shí) ， 與市電運(yùn)行相比 ， 溫度會(huì)升高 。 而且 ， 因?yàn)榈退龠\(yùn)行時(shí)冷卻效果降低的緣故 ， 容許輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)降低 。 如必須在低速下恒轉(zhuǎn)矩連續(xù)運(yùn)行 ， 請使用裝備了強(qiáng)制冷卻風(fēng)扇的電機(jī) 。 振動(dòng) ： 可能發(fā)生包括負(fù)載機(jī)械在內(nèi)的固有振動(dòng)頻率的共振 。 考慮采用防振橡膠或變頻器的回避頻率功能 。 噪音 ： 用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)通用電機(jī)時(shí) ， 與市電電源運(yùn)轉(zhuǎn)情況相比較 ， 噪音會(huì)變大 。 為了降低噪音 ， 將變頻器的載波頻率設(shè)定增加 。 可編程序控制器（ PLC） 可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。 國際電工委員會(huì)通過的定義為：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備都按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 29 PLC的主要特點(diǎn)： 1．高可靠性 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。 PLC 由于采用了現(xiàn)代大規(guī)模集 成電路技術(shù)和嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，所以具有很高的可靠性。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)數(shù)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外 ， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。PLC 主要有以下方面特點(diǎn)： (1) 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間在電氣上隔離。 (2) 各輸入端均采用 R— C 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10ms~20ms。 (3) 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 (4) 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 (5) 對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 (6) 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采取有效的措施，以防止故障擴(kuò)大。 (7) 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成的冗余系統(tǒng)或由三個(gè) CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步提高。 2．豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備與之連接。 (1) 采用 模塊化結(jié)構(gòu) (2) 編程簡單易學(xué) (3) 安裝簡單、維護(hù)方便 (3) 體積小、重量輕、能耗小 PLC的基本組成 PLC 是以 CPU 為核心的電子系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上就是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。PLC 系統(tǒng)的組成與微機(jī)系統(tǒng)基本相同，它也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，下圖為一般小型 PLC 的硬件系統(tǒng)簡化圖。圖 為一般小型 PLC 的硬件系統(tǒng)簡化圖。一 30 般小型的 PLC 的基本單元主要由 CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊、電源模塊、 I/O 擴(kuò)展接口、外設(shè) I/O 接口以及編程器等部分組成。 PLC 的軟件系統(tǒng)也包括系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。 圖 PLC 硬件簡化圖 1． CPU CPU 是 PLC 的核心組成部分，與通用微機(jī)的 CPU 一樣，是 PLC 的控制運(yùn)算中心。它按照 PLC 中系統(tǒng)程序所賦予的功能，主要完成以下兩部分工作。其一是對系統(tǒng)本身進(jìn)行自動(dòng)管理，如診斷電源，檢查 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。另一方面則監(jiān)控輸入輸出設(shè)備的工作狀態(tài)，處理和運(yùn)算用戶的程序。即以掃描的方式不斷采集處理現(xiàn)場輸入設(shè)備的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，作出邏輯判斷，刷新系統(tǒng)的輸出等。 2． 存儲(chǔ)器 PLC 有兩種存儲(chǔ)系統(tǒng) ，系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器是主要用來存放系統(tǒng)的管理和監(jiān)控程序、對用戶程序作編譯處理的程序。以及 PLC 內(nèi)部的各種參數(shù)。 用戶存儲(chǔ)器主要用來用戶根據(jù)生產(chǎn)過程和按工藝要求編制的應(yīng)用程序，可通過電源 輸入模塊 微處理 器 運(yùn)算器 控制器 輸出模塊 外設(shè) I/O接口 I/O擴(kuò)展接口 存儲(chǔ)器 EPROM （系統(tǒng)程序） EPROM （系統(tǒng)程序） 外圍設(shè)備 I/O擴(kuò)展機(jī) 用戶輸入設(shè)備 用戶輸出設(shè)備 主機(jī) 31 編程器輸入和修改用戶程序。因此，系統(tǒng)程序決定了 PLC 的基本功能，而應(yīng)用程序規(guī)定了 PLC 的具體工作。 3． 輸入輸出模塊 I/O 模塊是 CPU 與現(xiàn)場用戶 I/O 設(shè)備之間聯(lián)系的橋梁。 PLC 的輸入模塊用以接受和采集外設(shè)各類輸入信號，如操作按鈕、各種開關(guān)、數(shù)字編碼盤開關(guān)等送來的開關(guān)量。并將其轉(zhuǎn)換成 PLC 能接受的和處理的數(shù)據(jù)。 4． 編程器 編程器用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查，還可以通過其鍵盤去調(diào)用和現(xiàn)實(shí) PLC 內(nèi)部的一些狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。編程器可分為簡易型和智能型兩類，前者只能聯(lián)機(jī)編程，且只能輸入和編輯梯形圖的指令表程序。但簡易編程器價(jià)格便宜，一般用來給小型 PLC 編程，或者用于 PLC 控制系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試或檢修。智能型編程器即可聯(lián)機(jī)編程有可脫機(jī)編程；即可輸入指令表程序又可直接生成編輯梯形圖程序，使用起來方便直觀，但價(jià)格較貴。 5． 外設(shè) I/O 接口 用來將 PLC 的其他外設(shè)與 CPU 連接，某些 PLC 還可以通過通信接口與其他PLC 或上位計(jì)算機(jī)連接，以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。 6． I/O 擴(kuò)展接口 但用戶的輸入輸出設(shè)備所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)超過了主機(jī)的 I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí)，可用 I/O 擴(kuò)展單元來加以擴(kuò)展。 I/O 擴(kuò)展就扣就是用擴(kuò)展單元與基本單元之間的連接，它使得I/O 點(diǎn)數(shù)的配置更為靈活。 7． 電源模塊 一般 PLC 使用的電源模塊可以是 220V 交流電源，一可以是直流電源。 PLC 內(nèi)部配有穩(wěn)壓電源模塊用來對 plc 內(nèi)部個(gè)模塊提供直流穩(wěn)壓電源。 PLC的軟件組成 PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。 PLC常見的編程語言有：梯形圖語言、語句表語言、邏輯圖語言、功 能表語言、高級語言等。 PLC 編程技術(shù)要點(diǎn)： (1) 列出 PLC 輸入 /輸出通