隨著現代電子工業的快速發展,可編程控制器PLC和變頻器在各個工業領域的應用越來越廣泛,其性能指標也進一步完善,完全適用于鐵路運輸行業的工作場所。傳統門式起重機的控制系統采用各種接觸器、繼電器、電阻器等元件,電氣設備引起的系統故障率較高,造成機械故障的提高和門式起重機使用壽命的降低。本系統的應用可有效地解決這些問題。
1 系統主要特點
1)明顯改善結構受力狀態。
由于變頻器的軟啟動、軟停比功能,起重機起制動運行平穩,對機械、鋼結構沖擊小,經過實際檢測,結果也證實變頻調速控制系統的應用可以大大改善鋼結構性能。
2)調速范圍寬,性能好。
系統采用日本YASKAWA公司生產的磁通矢量控制的起重專用變頻器CIMR-G5A型,具有很強的環境適應性,電源電壓AC380V±15%,工作環境溫度-10℃~ + 50℃。變頻器內部進行模塊化設計,集成度高,可靠性強。系統實現閉環控制,具有很強的限速、防失速和力矩控制能力,并具有優秀的伺服響應特性,對急速的負載波動有很強的適應性。系統設有起升大、小車各5擋工作速度,操作者可根據作業要求,隨時修改各擋速度值,也可選擇操作電位器實現無級調速。
3)結構簡單、可靠性高、易維護。
變頻調速控制系統采用獨立的控制柜,系統設計合理,外觀結構十分簡單,檢修方便。尤其是起升系統用一套裝置即可實現原兩套起升控制裝置的功能,既減輕了小車的自重,改善了鋼結構的受力狀況,又增加了小車的維修空間,便于日常保養和維護。系統還具有過流保護、過壓保護、欠壓保護、短路保護、接地保護等功能,確保了控制、保護動作的準確性和可靠性。同時,該系統也可增加自診斷功能,采用人機界而系統,通過同PLC的通訊來實現故障實時顯示及處理對策,便于查找故障和維修。
4)提高工作效率和減小機械磨損。
起重機起升系統可根據負荷大小自動切換實現空鉤、付鉤、主鉤等4擋不同的工作速度,減少了速度切換交替的輔助時間,降低了司機勞動強度,可提高裝置作業效率達30%左右,同時,變頻器的軟啟動、軟停比功能不僅減小了鋼結構的沖擊、還減小了制動輪與剎車片的磨損。
5)提高了安全性。
起升機構實現了閉環矢量控制,具備了零速轉矩的功能,即在起升機構制動器出現機械故障而失靈的情況下,變頻器可自動輸出足夠大的轉矩(大于150%)不使負載下滑,從而提高了系統的安全性。
6)超載報警。
• 90%額定載重量時,發出斷續的報警聲,顯示重物重量但正常工作;
• 105%額定載重量時,發出連續的報警聲,2s后自動切斷變頻器輸出,顯示重物重量并停比工作;
• 120%額定載重量時,發出連續的報警聲,立即自動切斷變頻器輸出,顯示重物重量同時停比工作。
7)節能效果顯著。
系統所選的變頻器具有自動節能操作模式,同時能較大地提高系統的功率因數和工作效率,因此節電率可達20 % 左右。
2系統構成框圖(見圖1)