天车电气控制系统改造.docx

天车电气控制系统改造天车电气控制系统改造天车电气控制系统改造【1】摘要：针对天车使用过程中，继电器-接触器控制系统的可靠性差、故障率高、维护困难、电器元件损耗大的问题进行分析，通过采用了PLC代替继电器-接触器控制，将变频器代替电动机转子串频敏电阻器的调速方式，对天车进行改造，效果显著，解决了实际问题。关键词：天车PLC变频器电动机前言：天车是一种用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备，在生产过程中有着重要应用。它是由大车、小车、减速机、电动机、控制系统等设备构成。它的运转情况直接影响到正常生产，甚至涉及到工人的人身安全。一、天车常见问题1、起动时电流对电网冲击大，电能浪费严重。2、设备使用寿命缩短，安全系数较差，运行可靠性低。3、容易造成电能的浪费。4、起重机工作量大，切换十分频繁，触头容易烧坏。同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜电阻经常烧坏、断裂。设备故障率比较高，维修工作量比较大。5、升降电动机有时会受力不均匀，易过载，直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。6、起重机经常性的反复操作，终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。7、起重机工作的协调性主要靠操作人员的熟练程度。劳动强度大，容易疲劳和误操作。针对以上不足，本次改造的起重机采用PLC和继电器----接触器控制，电动机调速方式采用变频调速，可实现了起重机的电气自动化控制。二、改造方案交流电动机的调速方式很多，综合各种性能最佳者为变频调速方式。(一)拖动系统1、电动机选型：大车与小车所用电动机选用普通的笼型转子异步电动机即可，升降用电动机，应选用变频专用的笼型转子异步电动机。2、调速方法目前国际上最先进的就是变频调速。变频后转速可以分档控制，改进中对主钩电动机可采用分几段速度运行，从低到高逐步切换，这样，就能有效的防止了电动机的全矩启动。3、制动方式(二)采用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。1)首先，通过变频器调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大车、小车和起重机的速度迅速而准确地降到0;2)对于起重机，常常会有重物在半空中停留一段时间，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，因此，利用电磁制动器进行机械制动仍然是必须的。(三)变频调速系统的控制要点天车拖动系统的控制动作包括：大车的左、右行走及速度档位;小车的前、后行走及速度档位;起重机的升、降及速度档位等。所有这些，都可以通过程序PLC进行无触点控制。天车控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制。在电磁制动器抱住之前和松开之后的瞬间，极易发生重物由停止状态下滑的现象，称为溜钩。防止溜钩控制需要注意的是：1)电磁制动器在通电到断电(或从断电到通电)之间是需要时间的，因此，变频器如过早地停止输出，将容易出现溜钩。2)变频器必须避免在电磁制动器抱闸的情况下输出较高频率，以免发生“过流”而跳闸的误动作。三.采用变频调速的优点1.变频器调速系统的保护功能强1)变频调速以其体积小、通用性强、动态响应快、工作频率高、保护性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而优于以往的任何调速方式;2)使用变频器，可以进行电机的软启动，而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速;另外对电机的一些参数做到补偿;对电源|稳压器的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时很准确的检测而自动采取应变措施保护电机;2.工作可靠性显著提高1)电磁铁的寿命可延长原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的，采用变频调速后，可以在基本停住的状态下进行抱闸，闸皮的磨损可减小;2)操作手柄不易损坏原系统的操作手柄因常常受力过大，易损件。采用变频调速后，操作手柄的受力将大大的减小，不容易损坏;3)控制系统的故障率大为下降原系统是由于十分复杂的接触器、继电器系统进行控制的，故障率较高。采用了变频调速控制系统后，控制系统可大大简化，可靠性大为提高。4)节能效果十分显著，转子回路的采用变频调速系统后，非但外接电阻内消耗的大量电能可以完全节约，并且在起重机放下重物时，还可将重物释放的位能反馈给电源。5)调速质量明显提高，并且调速平稳，能够长时间低速运行，具有很高的定位精度和运行效率。6)可简化传动链能进行无级调速，可省去减速箱，使传动链结构简单，设计标准化。3.PLC的特点：PLC按控制程序来对起重机各种工况进行协调，并决定其工作状态。工作可靠，扫描速度快，控制灵活。具有体积小，结构紧凑;硬件资源丰富，执行速度高;独特的抗干扰设计，数据的掉电保护功能;板件严格的三防处理，适应恶劣现场环境。四、效果针对原控制系统中的不足，经过改造后的变频调速控制系统具有以下几个优点：1.变频器调速控制系统的保护功能强2.工作可靠性显著提高，3.节能效果十分可观4.调速质量明显提高，具有很高