变速行走减速停机堆料机.doc

一种变频行走减速停车堆料机摘要 电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和启、制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。我公司石灰石堆料机行走电机是6级功率11KW转速960R/min，在正常行走时全速运行，电机与减速机连接的尼龙棒经常切断，行走到堆限位时，由于堆料机高度近13米，大臂晃动较大，连接处经常脱焊，维护量大，运行到极限位时，电机的抱闸、接近开关等问题，不能及时刹车，堆料机就会掉出轨道，在运行的4年内，几乎每年有两起掉轨事故。因此为了减少事故发生，推行此次技改。关键字 变频 plc 电动机 堆料机一、背景技术矿山堆料机是水泥公司不可缺少的设备，我公司堆料机共三台，堆料的正常运行，直接影响立磨和煤磨，也影响物料的均化效果。然而在建厂之初，设计堆料机都是6级电机，全速启动，刚开始运行的2年内，由于堆料机的轨道不是很平稳、光滑，电机行走还是有一定的阻力，所以脱轨的事故发生很少。然而运行几年后堆料机经常在皮带的作用力下，来不及停车，出现脱轨事故。并且在运行中想把速度减慢，都是不能实现的，因此在发现故障时，想及时把设备停下来，也来不及，因此对设备进行技改。1.1本设计的主要内容(1)根据控制要求选定变频调速的控制方式；(2)设计变频调速系统的硬件和软件；(3)变频调速系统安装与调试。1.2变频调速的优点当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动(也可适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。1.3变频调速的前景近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一。电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以及提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。 变频调速以其优异的调速和启、制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义目前，变频调速已被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一，采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度；二是为了节约能源、降低生产成本。1.4变频器通讯给定通讯给定方式就是指上位机通过通讯口按照特定的通讯协议、特定的通讯介质进行数据传输到变频器以改变变频器设定频率的方式。上位机一般指计算机（或工控机）、plc、人机界面等主控制设备。上位机和变频器之间传输数据的方式主要有两种:（1）串行方式：它每次只传送二进制的一位，主要优点是连线少，一般只有2根或3根，缺点是传送速度较低；（2）并行方式：它每次可传送一个完整的字符，传送速度快，但所需的连线较多，一般需要8根或16根，成本相应就高了许多。由于上位机与变频器之间的距离一般不会太远，对传输速度的要求也不是很高，因此在通常情况下都采用串行传输方式。 上位机和变频器之间进行通讯的主要方式也有两种:（1）异步方式：每个字符前有一个起始位，表示该字符已经开始。当数据传输完毕后，设置一个奇偶校验位进行奇偶校验。最后，又设置一个停止位，表示该字符已经结束。异步传输的优点是灵活性好，便于处理实时性较强的串行数据。缺点是传输速度较低。（2）同步方式：它可以同时传输一个包含许多个字符的“数据块”，只需在每个数据块前面设置通讯双方共同规定的同步符号“syn字符1”和“syn字符2”即可。同步方式的优点是不必要在每个字符的前后设置标志符号（起始位和停止位），从而节省了时间，提高了传输速度;缺点是必须采用同步脉冲来协调，从而灵活性较差。上位机和变频器之间的传递方法也有两种:（1）全双工方式：数据在上位机和变频器之间的发送和接收可以同时进行。（2）半双工方式：每台设备都只能做一件事情，或接收，或发送，而不能同时发送或接收。每次发送或接收时，都需要进行发送和接收之间的换向。上位机和变频器之间的传输速度通常用“波特率”来表示，其定义如下:每秒钟传送二进制位的位数，单位是bit/s。1.5 Plc在变频器中的应用随着电力电子技术和自动控制技术的日益发展，三相交流异步电动机的调速已经从继电器控制时代发展到今天的由变频器控制调速，且在工业各个领域中得到了极为广泛的应用，而在现在的工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC控制，PLC是可编程控制器的简称，PLC技术是在继电接触器控制和计算机基础上开发的工业自动控制装置。由于它可以通过软件来改变控制过程，且编程较为简单，所以目前PLC在工业控制中占据了主导地位，得到了非常广泛的应用。在本次设计中，利用软硬件结合，实现对三相交流异步电动机的调速控制。利用PLC程序和变频器控制，来准确控制三相交流异步电动机的正转、反转等工作状态。通过切断开关的通断来控制PLC输出点来控制变频器的不同的频率。目前利用可编程序控制器（即PLC技术）可以方便地实现对电机速度和位置的控制，方便地进行各种其他电机的操作，完成各种复杂的工作，它代表了先进的工业自动化技术水平，加速了机电一体化的实现。二、技术方案将石灰石堆料机上的2个11KW行走电机，由原来的直接启动改为由ACS800-0030-01变频器调速启动，在现场根据来料情况给定速度，在堆限位前5米处加装接近开关，将开关量信号给到PLC，PLC接到减速信号输出固定的10HZ给定信号给变频器，实现减速停车，改造后操作方式不会改变，手动堆料、自动堆料也会减速。2.1具体实施方式电机采用ACS800-01-0030变频器控制，电机的冷却风扇及现场调速的电位器安装在控制柜内。可实现现场调速，电机的冷却风机也正常运行，在堆限位前5米处加装接近开关2个（左堆极限、右堆极限），具体安装位置如图：在行走其间是变频器控制一般频率是在25HZ以上，在遇到减速的接近开关后，将信号给PLC，PLC会发出一个固定的AO信号到变频器是变频器在10HZ运行，因变频器只能同时接收一路信号，不然就会有冲突，所以限位器的0-10VDC信号不能直接进到变频器，电位器的信号输出和感应到减速开关后固定由PLC同一个点输出，输入到变频器，到堆限位后自动返回，在堆限位停车的时候就相对容易控制。附图及说明改造后接近开关PLC及变频器接线图如下2.2有益效果 石灰石堆料机运行正常运行，对设备及堆场的堆