【導(dǎo)讀】行車(chē)作為物料搬運(yùn)機(jī)械在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著十分重要的地位，但在實(shí)際使用中，傳統(tǒng)行車(chē)的控制系統(tǒng)所采用交流繞線轉(zhuǎn)。速，機(jī)械特性軟，負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想。長(zhǎng)期發(fā)熱，電能浪費(fèi)大，效率低。底改變傳統(tǒng)的控制方式?？刂频男熊?chē)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了行車(chē)的半自動(dòng)化控制。安全可靠性是非常有益的。從控制電阻分級(jí)控制，到交磁放大控制，到可控硅SCR. 激磁控制，到主回路可控硅即晶閘管整流供電系統(tǒng)。組成模擬量控制發(fā)展至今天的數(shù)字量控制。爭(zhēng)將有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)隨著PLC系統(tǒng)的不斷成熟與完善，以及大容?？煽毓璐?jí)調(diào)速；直流調(diào)速。前四種方案均屬有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范。滿載也低于，線路損耗大?？煽毓璐?jí)調(diào)速雖克服了上述缺點(diǎn)，擊，價(jià)格較低，但目前串級(jí)調(diào)速產(chǎn)品的控制技術(shù)仍停留在模擬階段，藝復(fù)雜，使用維護(hù)要求高，故障率高。和斷裂故障時(shí)有發(fā)生；系統(tǒng)提供了有利條件。變頻技術(shù)的運(yùn)用使得行車(chē)的整體特性得到較大

　　

【正文】 大車(chē)?yán)鋮s風(fēng)扇 2繼電器KM9 28 系統(tǒng)電氣原理圖 圖 4 1 控制系統(tǒng)主電路圖 以及控制電路 圖 4 2 主鉤控制回路電路圖 29 圖 4 3 副鉤控制回路電路圖 圖 4 4 小車(chē)控制回路電路圖 30 圖 45 大車(chē)控制回路電路圖 圖 46 冷卻控制回路電路圖 31 梯形圖 在本系統(tǒng)中， PLC 程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是接受外部開(kāi)關(guān)信號(hào) (按鈕、繼電器 )的輸入，判斷當(dāng)前的 系統(tǒng)狀態(tài)以及輸出信號(hào)去控制接觸器、繼電器等器件，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)。程序設(shè)計(jì)，分為六大模塊編制，如下所示： （ 1） 初始化及起停控制模塊： 32 （ 2）主鉤模塊： 33 （ 3）副鉤模塊： 34 （ 4）小車(chē)模塊： 35 （ 5） 大車(chē)模塊： 36 （ 6）冷卻模塊： 行車(chē)工作過(guò)程 電源開(kāi)關(guān) QS 閉合，在駕駛室門(mén)及橫梁欄桿門(mén)關(guān)好后，開(kāi)關(guān) SQ 閉合，緊急開(kāi)關(guān) SB2 等符合要求的情況下，速度選擇開(kāi)關(guān)置于零位，按下啟動(dòng)按鈕 SB1，接觸器 KM 通電吸合，三相電源接通。當(dāng)主鉤的速度 開(kāi)關(guān)置于正轉(zhuǎn)速時(shí)，變頻器正轉(zhuǎn)輸入接通同時(shí)將三相交流電和電動(dòng)機(jī)接通， 1 檔速度啟動(dòng)，同時(shí)接觸器 KM1 通電吸合，主鉤風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，速度選擇開(kāi)關(guān)置于轉(zhuǎn)速 2 時(shí)， 2 檔速度運(yùn)行，本次設(shè)計(jì)共設(shè)計(jì)了正反各 5 個(gè)檔速。速度選擇開(kāi)關(guān)置于零位或由于停電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)主鉤電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，可使制動(dòng)電阻的感溫?zé)崂^電器的觸點(diǎn)FR1 接通變頻器的外部故障輸入點(diǎn)，使變頻器停止運(yùn)行。其他部分同理。限位開(kāi)關(guān)分別接在主鉤、副鉤、小車(chē)、大車(chē)兩頭。當(dāng)他們運(yùn)行到終端時(shí)，兩端各有檔塊，撞上位置開(kāi)關(guān)，切斷各自電路，使其電機(jī)停止并制動(dòng)。為防止因停電、變頻器跳閘 等使拖動(dòng)負(fù)載快速下降出現(xiàn)危險(xiǎn)，還設(shè)置有制動(dòng)裝置。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，可立即拉開(kāi)緊急開(kāi)關(guān)SB2，一方面制動(dòng)裝置將所有電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，同時(shí)接通變頻器的外部封 37 鎖，使變頻器停止輸出，從而將使電動(dòng)機(jī)迅速停車(chē)。當(dāng)電機(jī)或變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，變頻器停止運(yùn)行，電機(jī)停止，變頻器將故障反饋，從而維持故障的狀態(tài)，直到故障被排除。解除后可以重新啟動(dòng)時(shí)，按下復(fù)位開(kāi)關(guān)，接通復(fù)位控制端，使變頻器恢復(fù)到運(yùn)行狀態(tài)。 38 第五章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 現(xiàn)在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，各企業(yè)的效益都很好。行車(chē)廣泛應(yīng)用于企業(yè) 的各種領(lǐng)域中，行車(chē)工作環(huán)境差，工作任務(wù)重，電動(dòng)機(jī)以及所串連電阻燒損和斷裂故障時(shí)有發(fā)生。傳統(tǒng)行車(chē)的繼電 —接觸器控制系統(tǒng)可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，機(jī)械特性軟，負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想；所串聯(lián)電阻長(zhǎng)期發(fā)熱，電能浪費(fèi)大，效率低。特別是在惡劣條件下的工作，安全性降低，這樣無(wú)形中的損失很大。因此，改善行車(chē)控制系統(tǒng)是必要的。 由 PLC 和變頻器構(gòu)成的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，用籠型轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)取代了繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，消除了電刷和滑環(huán)等薄弱環(huán)節(jié)；采用變頻調(diào)速，可以在基本停住的狀下進(jìn) 行抱閘，改善在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行抱閘閘皮的磨損情況，使得制動(dòng)電磁鐵的壽命可大大延長(zhǎng)；用 PLC 的程序控制取代了老式的繼電 — 接觸器控制，又由于可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，從而在機(jī)械上省去了非標(biāo)設(shè)計(jì)的減速箱，使控制系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化，故障率降低，可靠性大為提高。經(jīng)濟(jì)性方面，節(jié)能效果十分可觀，繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子回路的外接電阻內(nèi)將消耗大量電能，采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)后，非但外接電阻內(nèi)消耗的大量電能可以完全節(jié)約，并且在吊鉤放下重物時(shí)，還可以將重物釋放的位能反饋給電源。并且此控制系統(tǒng)還可使調(diào)速比達(dá) 1:50以上，調(diào)速精度達(dá) ? 1%，且調(diào)速平穩(wěn)，能夠長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行，具有很高的定位精度和運(yùn)行效率，從而大大節(jié)省了搬運(yùn)成本。因此，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值是十分可觀的。 39 第六章 結(jié)論 本文主要為行車(chē)設(shè)計(jì)一套變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)行車(chē)速度的可調(diào)節(jié)，以節(jié)約能源和適應(yīng)生產(chǎn)的需要。根據(jù)要求，此系統(tǒng)要能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在控制室掌握，通過(guò)操作平臺(tái)設(shè)置變頻器的運(yùn)行頻率、啟動(dòng)和停止電機(jī)，并且變頻器及電機(jī)故障時(shí)可以發(fā)出指示信號(hào)，以用來(lái)提示用戶。采用變頻器實(shí)現(xiàn)行車(chē)的調(diào)速運(yùn)行，結(jié)合 PLC 的強(qiáng)大功能、可靠 性，實(shí)現(xiàn)了操作人員在控制室對(duì)電機(jī)的控制。 本文的重點(diǎn)是通過(guò)將 PLC 和變頻器連接，構(gòu)成一個(gè)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)行車(chē)大車(chē)、小車(chē)、主鉤和副鉤的運(yùn)行方向和速度換檔，減小了傳統(tǒng)繼電 — 接觸式控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，減小了硬件和控制線，極大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，對(duì)各機(jī)構(gòu)的電機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)，從而改善以往老式控制系統(tǒng)所采用交流繞線轉(zhuǎn)子串電阻進(jìn)行啟動(dòng)和調(diào)速的方法。并為了更加有效的防止重物下滑，在行車(chē)起升機(jī)構(gòu)各加上一套由旋轉(zhuǎn)編碼器、 PG 數(shù)模轉(zhuǎn)換和 PLC 相結(jié)合的閉環(huán)系統(tǒng)，使主、副鉤拖動(dòng)更加穩(wěn)定、可靠。 本文在行車(chē)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)上，采用變頻器和可編程序控制器相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)行車(chē)操作上的基本控制要求，但還存在許多的不足之處： 1)本文主要是單個(gè)行車(chē)的工作進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)行車(chē)控制系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的分散、獨(dú)立工作方式，導(dǎo)致操作和調(diào)度、管理之間信息不靈，貨物卸載時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備利用率低等問(wèn)題，還沒(méi)有考慮到基于現(xiàn)場(chǎng)總線 40 技術(shù)實(shí)現(xiàn)行車(chē)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化智能化的設(shè)計(jì)思想，以形成從駕駛室到電氣房、監(jiān)控室的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 2)控制系統(tǒng)使用的電子電氣元件較多、電路也較復(fù)雜，易造成線路之間的相互干擾，在一定程度上影響系統(tǒng)的控制精度，對(duì)行車(chē)的故障診斷，遙 控領(lǐng)域沒(méi)有過(guò)多的涉及，行車(chē)同時(shí)應(yīng)具有一定的自診斷功能。 3)在操作控制上需要有大的改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)通訊已是當(dāng)今世界的潮流，開(kāi)發(fā)具有數(shù)字通訊功能的行車(chē)控制系統(tǒng)已是大勢(shì)所趨，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)行車(chē)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，維護(hù)及遠(yuǎn)程的故障診斷等功能。 41 參考文獻(xiàn) [1] 唐介 .電機(jī)與拖動(dòng) [M].第一版 .北京 :高等教育出版社，~131. 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