随着现代电子工业的快速发展,可编程控制器PLC和变频器在各个工业领域的应用越来越广泛,其性能指标也进一步完善,完全适用于铁路运输行业的工作场所。传统门式起重机的控制系统采用各种接触器、继电器、电阻器等元件,电气设备引起的系统故障率较高,造成机械故障的提高和门式起重机使用寿命的降低。本系统的应用可有效地解决这些问题。
1 系统主要特点
1)明显改善结构受力状态。
由于变频器的软启动、软停比功能,起重机起制动运行平稳,对机械、钢结构冲击小,经过实际检测,结果也证实变频调速控制系统的应用可以大大改善钢结构性能。
2)调速范围宽,性能好。
系统采用日本YASKAWA公司生产的磁通矢量控制的起重专用变频器CIMR-G5A型,具有很强的环境适应性,电源电压AC380V±15%,工作环境温度-10℃~ + 50℃。变频器内部进行模块化设计,集成度高,可靠性强。系统实现闭环控制,具有很强的限速、防失速和力矩控制能力,并具有优秀的伺服响应特性,对急速的负载波动有很强的适应性。系统设有起升大、小车各5挡工作速度,操作者可根据作业要求,随时修改各挡速度值,也可选择操作电位器实现无级调速。
3)结构简单、可靠性高、易维护。
变频调速控制系统采用独立的控制柜,系统设计合理,外观结构十分简单,检修方便。尤其是起升系统用一套装置即可实现原两套起升控制装置的功能,既减轻了小车的自重,改善了钢结构的受力状况,又增加了小车的维修空间,便于日常保养和维护。系统还具有过流保护、过压保护、欠压保护、短路保护、接地保护等功能,确保了控制、保护动作的准确性和可靠性。同时,该系统也可增加自诊断功能,采用人机界而系统,通过同PLC的通讯来实现故障实时显示及处理对策,便于查找故障和维修。
4)提高工作效率和减小机械磨损。
起重机起升系统可根据负荷大小自动切换实现空钩、付钩、主钩等4挡不同的工作速度,减少了速度切换交替的辅助时间,降低了司机劳动强度,可提高装置作业效率达30%左右,同时,变频器的软启动、软停比功能不仅减小了钢结构的冲击、还减小了制动轮与刹车片的磨损。
5)提高了安全性。
起升机构实现了闭环矢量控制,具备了零速转矩的功能,即在起升机构制动器出现机械故障而失灵的情况下,变频器可自动输出足够大的转矩(大于150%)不使负载下滑,从而提高了系统的安全性。
6)超载报警。
• 90%额定载重量时,发出断续的报警声,显示重物重量但正常工作;
• 105%额定载重量时,发出连续的报警声,2s后自动切断变频器输出,显示重物重量并停比工作;
• 120%额定载重量时,发出连续的报警声,立即自动切断变频器输出,显示重物重量同时停比工作。
7)节能效果显著。
系统所选的变频器具有自动节能操作模式,同时能较大地提高系统的功率因数和工作效率,因此节电率可达20 % 左右。
2系统构成框图(见图1)