對橋式起重機(jī)電氣控制設(shè)計(jì)若干認(rèn)識(shí)

唐躍順

摘 要：隨著橋式起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越大，對起重機(jī)的要求也越來越高。由于PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用越來越深入，并且其具有較高的工作可靠性，因此用PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的交流控制器已成為一種必然趨勢。本文闡述了橋式起重機(jī)的電氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并提出了PLC橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的基本運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；電氣控制設(shè)計(jì)；認(rèn)識(shí)

中圖分類號(hào)：TH215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）11-0194-01

引 言

橋式起重機(jī)的電氣控制設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)，明確實(shí)際電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)沿車輛的軌道位置，確定橫縱比和運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)小車電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)沿橋架上的軌道方式，采用橫向左右運(yùn)動(dòng)的方法，通過升降重物的方式，將起重電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)到垂直的上下運(yùn)動(dòng)過程中，實(shí)現(xiàn)重物的垂直、橫縱的運(yùn)動(dòng)過程。

1 橋式起重機(jī)的電氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)

橋式起重機(jī)是由大車電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，按照兩個(gè)軌道進(jìn)行縱向的前后運(yùn)動(dòng)，小車通過提升機(jī)，由小車實(shí)際驅(qū)動(dòng)沿到橋架上，軌道呈現(xiàn)橫向作用的運(yùn)動(dòng)過程。通過升降重物，將起重電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)到垂直上，完成起重、橫縱運(yùn)動(dòng)、垂直運(yùn)動(dòng)的過程。橋式起重機(jī)有六大模塊組成，起重包含配電保護(hù)模塊，起重升機(jī)模塊，輔助升機(jī)模塊，大車運(yùn)動(dòng)模塊，小車運(yùn)動(dòng)模塊和PLC運(yùn)動(dòng)控制模塊。根據(jù)六種模塊實(shí)際的系統(tǒng)位置，準(zhǔn)確的分析PLC實(shí)際控制系統(tǒng)過程，確定變頻器、同步、糾錯(cuò)編程系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，明確實(shí)際制動(dòng)器和安全保護(hù)系統(tǒng)過程。根據(jù)實(shí)際操作控制聯(lián)動(dòng)平臺(tái)位置，主動(dòng)的分析實(shí)際控制端的裝置安排。通過MPI總線與PLC數(shù)據(jù)之間的信息，從而獲取有效的數(shù)據(jù)內(nèi)容，將相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞到PLC輸入端模塊中，PLC內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)信號(hào)的及時(shí)處理。通過輸出端模塊與輸入端信號(hào)的各種控制，提升接觸器的控制效果，確保實(shí)際起重機(jī)各個(gè)部分機(jī)構(gòu)啟動(dòng)、停止的運(yùn)行模式。按照實(shí)際保護(hù)信號(hào)的位置和開關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對繼電器實(shí)際的反饋信號(hào)進(jìn)行處理，明確實(shí)際安全保護(hù)的作用方法。橋式PLC電氣程序化選擇和設(shè)計(jì)過程中，需要明確實(shí)際備用的應(yīng)急系統(tǒng)，根據(jù)電氣同步、自動(dòng)化糾偏標(biāo)準(zhǔn)，安全保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行合理的分析，確定起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，明確實(shí)際的操作步驟和實(shí)施方法。

2 PLC橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)的基本運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)

2.1 變頻器實(shí)際的有效選擇標(biāo)準(zhǔn)

橋式起重機(jī)中各個(gè)結(jié)構(gòu)都是通過變頻器控制的，相比傳統(tǒng)的變頻器，F(xiàn)R-A740變頻器更具有一定的優(yōu)勢，可以有效的提升軟件的整體優(yōu)化效果。完善核心控制程序的合理變頻量，對可能的實(shí)際負(fù)載水平進(jìn)行分析和控制，調(diào)整實(shí)際速度控制范圍，明確實(shí)際轉(zhuǎn)矩位置，對電氣制動(dòng)相關(guān)方面的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化提升。不斷完善變頻器的安全性能分析過程確定自我保護(hù)的相關(guān)功能齊全標(biāo)準(zhǔn)。按照實(shí)際情況，明確過載、過流、過壓情況的報(bào)警和停車問題，對相關(guān)的附件進(jìn)行分析，逐步提高整體安全效果。合理的控制限流作用，逐步減少啟動(dòng)電網(wǎng)的沖擊效果，方便車間設(shè)備的合理運(yùn)行。按照實(shí)際情況，確定零速度全轉(zhuǎn)矩的功能性，明確實(shí)際吊鉤的運(yùn)行過程，確定系統(tǒng)的產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)，明確實(shí)際轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生過程，合理的控制電磁制動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)軸位置，防止出現(xiàn)溜鉤的現(xiàn)象。

2.2 自動(dòng)糾偏與電氣的同步系統(tǒng)控制方法

采用雙鉤式的橋式起重機(jī)，在有效啟動(dòng)過程中通過合理的模式作業(yè)，確定系統(tǒng)自動(dòng)糾偏的模式標(biāo)準(zhǔn)，保證雙鉤作業(yè)的位置同步性。當(dāng)出現(xiàn)偏斜現(xiàn)象的時(shí)候，需要對實(shí)際滯后情況進(jìn)行準(zhǔn)確的限定，確定糾偏指令的發(fā)生器信號(hào)位置，明確系統(tǒng)實(shí)際的自動(dòng)糾偏過程。PLC系統(tǒng)往往不是動(dòng)態(tài)糾偏的，需要采取合理的閥門值進(jìn)行調(diào)整。

2.3 備用應(yīng)急系統(tǒng)

總線干纜上某點(diǎn)出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，在系統(tǒng)中，需要一套備用的控制系統(tǒng)，這樣，即使在緊急情況下，總線也能正常的使用，作業(yè)也不會(huì)被迫停止。就目前而言，一般情況下，橋式起重機(jī)PLC和變頻器控制系統(tǒng)有兩套控制系統(tǒng)設(shè)置，一套采用的是總線通信，用于正常的操作作業(yè)；另一套采用的是控制開關(guān)量，通常應(yīng)急作業(yè)的應(yīng)用。總線緊急情況發(fā)生時(shí)，PLC可以自由切換兩套參數(shù)設(shè)置，利用總線通信切換至開關(guān)量控制，并給主操作界面總線及時(shí)的反饋，把通信故障信號(hào)傳送給主操作界面。在作業(yè)速度給定上兩套參數(shù)完全相同，從作業(yè)操作角度感覺不出兩套參數(shù)的切換，在接受到報(bào)警信號(hào)之后，應(yīng)及時(shí)的排查總線通信故障。

2.4 PLC程序選用及設(shè)計(jì)

根據(jù)初步確定輸入輸出信號(hào)的數(shù)量、參數(shù)和性能要求，PLC選用西門子S7-200CN系列，編程采用塊式，除了具有極高的可靠性，豐富的功能指令集合外，還具有以下優(yōu)勢：①具有6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器與高度換算功能，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出用于將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成起升高度，同時(shí)對起升高度偏差調(diào)整更加細(xì)微化，使起重機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)。②具有2個(gè)RS485通訊編程口，使得變頻器開關(guān)量控制功能更強(qiáng)大，用于變頻器起停和速度給定的開關(guān)量控制更加多樣化；具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力，變頻器通信控制功能增強(qiáng)，用于小車及起升變頻器起停和速度給定及偏差修正控制能力更強(qiáng)。

2.5 安全保護(hù)

①為了保護(hù)起重機(jī)機(jī)械設(shè)備和防止發(fā)生人身事故，起重機(jī)所有的進(jìn)入口都設(shè)置安全門限位開關(guān)，提高橋式起重機(jī)的安全性，確保實(shí)際門限位開關(guān)的閉合水平。在橋式起重機(jī)運(yùn)行過程中，打開門限位開關(guān)，斷開總接觸器，使控制回路分?jǐn)喽鵁o法工作運(yùn)行，從而可實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)工作人員免受起重機(jī)意外的突然起動(dòng)所造成的危害。②變頻器部分的保護(hù)選用的三菱FR-A740系列，短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護(hù)和故障輸出功能是變頻器自身的特性，按照實(shí)際情況，對變頻器進(jìn)行保護(hù)，明確實(shí)際故障問題，制定合理的保護(hù)方法。③按照實(shí)際行程保護(hù)流程標(biāo)準(zhǔn)，明確實(shí)際主副起重機(jī)起升的上下限制高度范圍，當(dāng)起升到上極限位或下極限位時(shí)，限位器發(fā)生作用，使起升重物停止上升或下降，防止起升吊鉤過卷揚(yáng)而造成設(shè)備人身事故，確定起重機(jī)大車或小車工作運(yùn)行到行程的極限位置時(shí)，應(yīng)停止運(yùn)行，切斷對應(yīng)方向電源。各機(jī)構(gòu)上下或運(yùn)行到極限范圍只能向相反方向運(yùn)行，以保證起重機(jī)在設(shè)計(jì)規(guī)定的服務(wù)面積里工作。④起重機(jī)可能存在的過載性問題進(jìn)行判斷，制定有效的開關(guān)報(bào)警管理機(jī)制，對報(bào)警信號(hào)進(jìn)行輸出控制管理。

3 結(jié) 語

綜上所述，橋式起重機(jī)電氣控制過程中，需要明確實(shí)際PLC可編程控制過程的系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn)，按照實(shí)際情況，準(zhǔn)確的分析起重機(jī)的調(diào)速性能，明確運(yùn)行、節(jié)能、效率的運(yùn)行方面標(biāo)準(zhǔn)。利用工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的需求，不斷提升PLC和變頻器的快速作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)綜合作業(yè)速度水平的提升。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-3-5