起重機(jī)主起升的運(yùn)動監(jiān)控
1 引言
隨著社會的進(jìn)步，工業(yè)自動化產(chǎn)品的性能日益加強(qiáng)，而價格也因電子技術(shù)的高速發(fā)展而不斷下降。對原有設(shè)備的電氣控制可以以高性價比進(jìn)行改進(jìn)，通過采用先進(jìn)的控制技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)，使設(shè)備的運(yùn)行更加節(jié)能，高效，安全，可靠。
作者在為上海船廠D2230型，D4070型兩臺浮塢門座式起重機(jī)電控部分運(yùn)用當(dāng)前的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)品投入運(yùn)行兩年來實(shí)現(xiàn)零故障運(yùn)行，更在高效節(jié)能方面為客戶創(chuàng)造了利潤。
2 系統(tǒng)控制方案
2．1控制系統(tǒng)功能要求
本文僅以D2230型浮塢門座式起重機(jī)為例介紹，應(yīng)用于上海船廠碼頭貨物搬運(yùn)。
額定載重量22噸;變頻提升電機(jī)額定功率75KW；額定提升速度30米/分，10噸以下為輕載，輕載時運(yùn)行速度≤30米/分；非輕載時運(yùn)行速度≤15米/分，要求滿足連續(xù)重載工作的需要；必要的硬件安全保護(hù)；對系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視記錄
2．2 硬件設(shè)計(jì)
針對系統(tǒng)控制要求，主要控制器件配置如下：
1 電機(jī)驅(qū)動選用日本安川VS616G5-4110矢量型變頻器，配以PG-B2速度控制卡；
2 可編程控制器選用日本三菱FX2N-48MR型；
3 變頻電機(jī)應(yīng)控制要求預(yù)裝1024P/R增量型光電旋轉(zhuǎn)編碼器；
4 運(yùn)行監(jiān)視記錄設(shè)備選用日本三菱FX-50DU-TK-C型觸摸屏；
5 五檔速度給定的主令頭；
6 制動電阻按額定功率的三倍選配。
2．3工作原理
系統(tǒng)上電后，在無故障反饋情況下，司機(jī)室駕駛員給出操作指令，PLC程序根據(jù)指令首先發(fā)定向指令給變頻器，并監(jiān)視變頻器輸出力矩達(dá)到啟動開剎車力矩值時打開剎車，然后按操作指令以各檔速度運(yùn)行，輕載速度≤30米/分，重載速度≤15米/分；運(yùn)行全程故障監(jiān)視，輕故障聲光提示，重故障緊急停機(jī)。
電機(jī)運(yùn)行速度由PG光電編碼器反饋給變頻器，構(gòu)成速度反饋閉環(huán)電流矢量控制，從而達(dá)到高精度速度控制和力矩控制；通過PG-B2卡監(jiān)視輸出分頻到PLC高頻脈沖輸入端子，用于程序中的速度控制與監(jiān)視。運(yùn)行數(shù)據(jù)及歷史記錄通過RS422串行通訊接口傳送到觸摸屏用于監(jiān)視。
2．4軟件設(shè)計(jì)
1． PLC程序分兩部分：其一為主起升吊鉤搬運(yùn)貨物的主流程運(yùn)行控制，其中的關(guān)鍵是把主令頭的運(yùn)行及速度指令邏輯轉(zhuǎn)換為三位二進(jìn)制輸出給變頻器多段速輸入端；以及對PG-B2卡分頻輸入的脈沖用SPD脈沖速度計(jì)算指令配合變頻器分頻參數(shù)F1-06及電機(jī)轉(zhuǎn)速換算為以米/分為單位的數(shù)據(jù)；其二為PLC與觸摸屏的接口程序，在PLC中為觸摸屏設(shè)立數(shù)據(jù)讀取區(qū)及相關(guān)狀態(tài)標(biāo)志，用于觸摸屏的監(jiān)視。
觸摸屏監(jiān)視畫面組態(tài)：為便于駕駛員對運(yùn)行狀況能更詳細(xì)準(zhǔn)確的把握，以及便于工作人員對系統(tǒng)的維護(hù)，觸摸屏監(jiān)視畫面組態(tài)具備運(yùn)行畫面自動切換及歷史故障記錄。其流程如下：
結(jié) 論
該系統(tǒng)從設(shè)備選型，設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試到投入運(yùn)營，在短時間內(nèi)順利完成，運(yùn)行效果良好，達(dá)到了用戶的預(yù)期目標(biāo)，運(yùn)行兩年來無故障，受到了用戶的好評。為企業(yè)創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益，極具推廣價值。
隨著社會的進(jìn)步，工業(yè)自動化產(chǎn)品的性能日益加強(qiáng)，而價格也因電子技術(shù)的高速發(fā)展而不斷下降。對原有設(shè)備的電氣控制可以以高性價比進(jìn)行改進(jìn)，通過采用先進(jìn)的控制技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)，使設(shè)備的運(yùn)行更加節(jié)能，高效，安全，可靠。
作者在為上海船廠D2230型，D4070型兩臺浮塢門座式起重機(jī)電控部分運(yùn)用當(dāng)前的控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)品投入運(yùn)行兩年來實(shí)現(xiàn)零故障運(yùn)行，更在高效節(jié)能方面為客戶創(chuàng)造了利潤。
2 系統(tǒng)控制方案
2．1控制系統(tǒng)功能要求
本文僅以D2230型浮塢門座式起重機(jī)為例介紹，應(yīng)用于上海船廠碼頭貨物搬運(yùn)。
額定載重量22噸;變頻提升電機(jī)額定功率75KW；額定提升速度30米/分，10噸以下為輕載，輕載時運(yùn)行速度≤30米/分；非輕載時運(yùn)行速度≤15米/分，要求滿足連續(xù)重載工作的需要；必要的硬件安全保護(hù)；對系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視記錄
2．2 硬件設(shè)計(jì)
針對系統(tǒng)控制要求，主要控制器件配置如下：
1 電機(jī)驅(qū)動選用日本安川VS616G5-4110矢量型變頻器，配以PG-B2速度控制卡；
2 可編程控制器選用日本三菱FX2N-48MR型；
3 變頻電機(jī)應(yīng)控制要求預(yù)裝1024P/R增量型光電旋轉(zhuǎn)編碼器；
4 運(yùn)行監(jiān)視記錄設(shè)備選用日本三菱FX-50DU-TK-C型觸摸屏；
5 五檔速度給定的主令頭；
6 制動電阻按額定功率的三倍選配。
2．3工作原理
系統(tǒng)上電后，在無故障反饋情況下，司機(jī)室駕駛員給出操作指令，PLC程序根據(jù)指令首先發(fā)定向指令給變頻器，并監(jiān)視變頻器輸出力矩達(dá)到啟動開剎車力矩值時打開剎車，然后按操作指令以各檔速度運(yùn)行，輕載速度≤30米/分，重載速度≤15米/分；運(yùn)行全程故障監(jiān)視，輕故障聲光提示，重故障緊急停機(jī)。
電機(jī)運(yùn)行速度由PG光電編碼器反饋給變頻器，構(gòu)成速度反饋閉環(huán)電流矢量控制，從而達(dá)到高精度速度控制和力矩控制；通過PG-B2卡監(jiān)視輸出分頻到PLC高頻脈沖輸入端子，用于程序中的速度控制與監(jiān)視。運(yùn)行數(shù)據(jù)及歷史記錄通過RS422串行通訊接口傳送到觸摸屏用于監(jiān)視。
2．4軟件設(shè)計(jì)
1． PLC程序分兩部分：其一為主起升吊鉤搬運(yùn)貨物的主流程運(yùn)行控制，其中的關(guān)鍵是把主令頭的運(yùn)行及速度指令邏輯轉(zhuǎn)換為三位二進(jìn)制輸出給變頻器多段速輸入端；以及對PG-B2卡分頻輸入的脈沖用SPD脈沖速度計(jì)算指令配合變頻器分頻參數(shù)F1-06及電機(jī)轉(zhuǎn)速換算為以米/分為單位的數(shù)據(jù)；其二為PLC與觸摸屏的接口程序，在PLC中為觸摸屏設(shè)立數(shù)據(jù)讀取區(qū)及相關(guān)狀態(tài)標(biāo)志，用于觸摸屏的監(jiān)視。
觸摸屏監(jiān)視畫面組態(tài)：為便于駕駛員對運(yùn)行狀況能更詳細(xì)準(zhǔn)確的把握，以及便于工作人員對系統(tǒng)的維護(hù)，觸摸屏監(jiān)視畫面組態(tài)具備運(yùn)行畫面自動切換及歷史故障記錄。其流程如下：
結(jié) 論
該系統(tǒng)從設(shè)備選型，設(shè)計(jì)，安裝調(diào)試到投入運(yùn)營，在短時間內(nèi)順利完成，運(yùn)行效果良好，達(dá)到了用戶的預(yù)期目標(biāo)，運(yùn)行兩年來無故障，受到了用戶的好評。為企業(yè)創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益，極具推廣價值。
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