ABB PLC和传动在电气控制新技术在门机上的应用.docx

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1、ABBPLC和传动在电气控制新技术在门机上的应用ABBPLC和传动在电气控制新技术在门机上的应用lihan导语：针对门式起重机的相关设备的老化情况，分析了起重机的运行特性，提出起重机的一种先进的改造方案。一、前言广州港西基港务公司主要从事煤炭的装卸业务，公司的卸船作业主要依靠两台桥吊和四台门机设备，装卸机械设备状态的好坏，直接影响到公司卸船作业效率。2号带斗门机SU2电控是1985年引进日本日立公司的设备，起升、开闭、变幅机构采用绕线转子异步电机转子串电阻调速，这种调速方法的缺点是调速电阻发热严重，导致环境温度迅速上升，综合性能指标差，效率低；异步电机有集电环和电刷，要求定期维护。再加上大量继

2、电器、接触器的使用，导致故障频繁，维护量大。电气制动采用涡流电机制动，动态性能差而且耗能高。可编程控制器采用日立八十年代的产品，只能处理简单的开关量，扫描时间长，导致机械作业效率低。为此决定对该设备进展全面晋级改造，传动上晋级为变频调速，控制上晋级成如今较先进的PLC。电控新技术在门机上应用后，与原系统相比可带来以下效益。1电动机机械特性变硬，定位准确，可以进步卸船效率。2运行平稳，起、制动平缓，运行中加、减速时对整机的冲击减小，平安性进步，延长了机械的使用寿命。3撤除涡流制动装置，电气制动由变频器实现，降低了能耗同时也减少了维护量。4机械制动在电机速度接近零速时投入，所以机械刹车的制动片寿命

3、大大延长，维护费用下降。5将原来的绕线转子异步电机的调速电阻撤除；短接集电环把绕线转子异步电机当作鼠笼电机使用，节约了更换电机的本钱。6沟通接触器大量减少，电机实现无级调速；防止了因接触器触头频繁动作而烧毁以及由此引起的电机损坏故障。7结合功能强大的PLC以及变频器自身的保护、检测、故障报警等功能，可大幅进步电控系统的稳定性。8原PLC备件厂家已经停产，只能按照图纸另请厂家定制，本钱高昂。晋级后PLC价格公道，备件充足，降低了设备风险。二、带斗门机的运行特点1门机在起动时应具有大的起动转矩，通常超过额定转矩的150%。2当抓斗下降时，电机将处于再生发电状态，其能量要向电源侧回馈。3起升、开闭机

4、构在抓斗满载忽然翻开和由空载挖煤时负载会急剧变化。4由于机械制动的存在，电气制动与机械制动之间存在切换，切换不能平滑完成，时有坠斗现象。5变幅机构的变幅巴杆嘴在35米处和9米处准确停顿，在8米处紧急停顿。6起升、开闭、变幅机构的调速通过触点式手柄完成调速电阻切换，切换时电机电流突变，冲击较大。三、改造后的构成根据门机的运行特点，同时为了知足门机高起动转矩、低速满转矩、快速的转矩上升时间和抱闸顺序控制功能的要求，我们选择了ABB的ACS600系列直接转矩控制变频器，相应地为了与变频器匹配选择ABB的AC80AdvantcontrollerPLC，用PLC和变频器组成一个多传动控制系统。构造简单、

5、紧凑，占用空间小、维护方便。系统构造如图一。1、AC80可编程控制器AC80Advancecontroller是专为传动设计的高性能PLC，负责整个设备的逻辑控制、开关量处理、数据通讯等。能通过DRIVEBUS传动总线控制各个传动机构。2、NDBU-85总线适配器将来自AC80的传动控制指令按照要求发给相应传动点，并将每个传动点的状态信息通过光缆反应给AC80。3、ACS600TSU晶闸管供电单元如图二所示，晶闸管供电单元的主要元件是两个六脉波晶闸管桥。正桥将三相沟通电转换成直流电，然后通过中间的直流环节将电能输送给传动局部逆变器。无论何时需要将多余的电机制动能量反应回给电网时反桥就会将直流电

6、转换成沟通电。4、ACS600逆变器逆变器将来自供电单元的直流根据AC80的控制指令转换成沟通输出到电机。在抓斗下降经过中将电机制动产生的能量整流成直流送回直流母排回馈给供电单元。由于ACS600多传动系统采用先进的DTC直接转矩控制技术，它可以对所有沟通电机的核心变量进展直接控制，无需速度反应就可以实现电机速度和转矩的准确控制。在变幅机构图三上为了保证控制精度，准确定位变幅间隔，在原来凸轮限位的根底上加装了绝对值编码器和光电感应开关，保证该机构平安稳定运行。四、改造及调试1、撤除原来的电控系统中的PLC、调速电阻、涡流制动电机、接触器和中间继电器，将绕线异步电机转子集电环短接；2、除原来的触

7、点式手柄更换成编码器信号输入的手柄；3、安装变幅机构的光电感应开关和编码器；4、安装PLC控制柜和变频器柜并铺设控制电缆；5、铺设动力电缆，完成动力回路的接线工作；6、检查控制回路、动力回路接线是否正确；7、系统上电并将编写好的程序写入PLC；8、测试PLC的输入、输出信号并设置变频器参数；9、对电机进展参数识别运行；10、调试变频器启停功能、调速功能并确定电动机转向;11、调试控制回路的连锁、保护功能;12、整机空载调试,正常后进展重载调试.五、改造效果我们经过现场实验方法分别检测SU2的变幅、起升、开闭的稳定性。抓斗额定负荷16吨，设定超负荷才能为120%，当负荷到达110%16T时报警，

8、到达118%16T一档起升1.5秒停顿起起升，抓斗超负荷保护实现准确数字化。在抓斗满负荷三档起升下降时能准确停顿，无坠斗现象。抓斗、变幅加速减速平稳，根本实现无级调速。变幅鹤嘴准确停顿在9米，到目前尚未发现一起因变幅冲8米造成的故障维修。抓斗是位能性负载，在下降制动经过中起升开闭电机处于发电状态，改造后实现能量回馈电网，节电效果明显。我们统计改造前和改造后的用电情况后发现改造后系统比原来系统省电30%。改造前的系统需要每个季度更换一次主接触器和辅助接触器的触头,这些触头费用昂贵并且安装时消耗大量人力，维护花费到达30000元/月。改造后只需要对变频器定期清理维护，节省了维护本钱。由上表可以看出，系统改造后每个季度可以为公司节省本钱12万多元，大大进步了我公司的经济效益。六、完毕语此次改造将SU2起升、开闭、变幅三大机构创造性地提升为全变频调速,作为位能性负载,这种提升在港口机械上的应用是少见的。这次改造汲取了直流控制的准确和沟通控制的构造简单，而且调速范围可连续无级调速。即使起升、开闭机构在开环控制下也有较高的精度，机构运行平稳，减少冲击，延长了金属构造寿命。比拟彻底地改变这三大机构由于控制方式上的缺陷，引发故障率高，能耗高的技术难题，为我公司的其它三台门机的改造提供了很好的样本。