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水利水電

起重機電氣PLC變頻器控制系統(tǒng)

時間：2015-06-18 03:06 閱讀：12980 來源：互聯(lián)網(wǎng)

概述
      隨著通信技術(shù)和控制技術(shù)的飛躍發(fā)展，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在水電站的廣泛使用，特別是無人值班，少人職守;這一控制模式提出的同時，水電站、水利樞紐等工程對閘門監(jiān)控和管理的自動化水平提出了新的要求。
      根據(jù)市場需求，我公司開發(fā)的新一代閘門控制系統(tǒng)，是以可編程序控制器為控制核心，采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，配置高性能上位機，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單明了，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性，減少了調(diào)試運行維護的強度，成為無人值班，少人職守水電站必不可少的設(shè)備。
      本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷。運行人員只需在上位機控制畫面中輸入閘門需要調(diào)整的高度并確認(rèn)，閘門監(jiān)控系統(tǒng)即可按要求自動完成閘門的啟停。控制精度高、響應(yīng)速度快。

電氣設(shè)備改造

電氣設(shè)備改造主要包含起重機控制柜、電氣控制元件、電纜、自動化元件（編碼器、荷重傳感器、行程限位器等）、聯(lián)動操作臺等。
控制柜：可根據(jù)客戶要求使用不銹鋼或碳鋼噴塑材質(zhì)，建議材質(zhì)厚度為不銹鋼1.5mm，碳鋼2mm。控制柜尺寸可根據(jù)現(xiàn)場情況訂制；
電氣控制元件：主要包括斷路器、接觸器、繼電器等，主要使用西門子、施耐德等進口品牌，也可根據(jù)客戶要求換為國內(nèi)知名品牌；
電纜：包括動力電纜、通信電纜。建議動力電纜選用船用電纜（CEFR），通信電纜選用屏蔽電纜 (RVVP)；所有電纜均使用國產(chǎn)知名品牌；
聯(lián)動操作臺：為起重機操作人員提供可靠的操作平臺。每個操作臺均配置1個可上下、前后調(diào)整的座椅。

變頻控制改造
傳統(tǒng)的調(diào)速系統(tǒng)，雖然通過轉(zhuǎn)子串接電阻實現(xiàn)了調(diào)速功能（也是有級的），但卻不能改變電機同步轉(zhuǎn)速,致使傳動系統(tǒng)機械特性很軟，導(dǎo)致速度的穩(wěn)定性和調(diào)速精度很差。更由于負(fù)載的變化、軌道的平整度、電動機參數(shù)的分散性等導(dǎo)致大梁扭動和行車上的電控設(shè)備的震動大。不但惡化了操作人員的工作環(huán)境，導(dǎo)致操作失誤，也降低了整個設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性與使用壽命。
起重機使用變頻器調(diào)速后具有如下幾個特點：
1)速度可在整個調(diào)速范圍內(nèi)連續(xù)控制，開、閉環(huán)特性好，調(diào)速比可達1:100，調(diào)速精度±1%。
2)調(diào)速平穩(wěn)，有效的防止擺鉤,對負(fù)載突然變化有極好的動態(tài)響應(yīng)。
3)無級調(diào)速，高傳動效率97%，幾近于1的功率因數(shù)值。
4)零速時滿力矩輸出，即使制動器松動或失靈也不出現(xiàn)重物下滑，確保系統(tǒng)安全可靠性。
5)可以長時間低速運行，使調(diào)速精度輕松進入毫米級的定位功能。
6)節(jié)約電能，節(jié)電率達到20%-60%的比例。
7)機械損害小。
8)維護率低，變頻電氣系統(tǒng)的線路設(shè)計較為簡潔，由于節(jié)省下了控制正反轉(zhuǎn)及調(diào)速用的多個大功率交流接觸器、滑環(huán)碳刷架、串聯(lián)電阻等電氣元件，因而大大簡化了電氣控制線路，利用變頻器本身的多種功能替代了傳統(tǒng)的復(fù)雜線路才能完成的邏輯電路。
變頻器我們推薦使用ABB變頻器，或施耐德電氣的ATV系列變頻器。

自動控制改造
在系統(tǒng)中增加PLC作為核心控制元件，并配有10寸觸摸屏作為操作、顯示終端。PLC負(fù)責(zé)采集所有自動化元件的采樣值，各個極限運行位置信號，電動機啟停狀態(tài)信號，操作命令等。并使用分布式I/O模塊，可有效降低控制電纜的使用量。
其優(yōu)點如下：
1)PLC具有閉鎖啟動功能，司機在啟動設(shè)備前必須把主令控制器全部切至零位、進出門的門限開關(guān)到位，才能接通主電源。操作主令開關(guān)上有設(shè)備狀態(tài)指示屏，顯示設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)及各種故障信息。
2)主、副鉤有鋼絲繩提升限位、重錘限位、超重限位保護，大車、小車有行程開關(guān)保護，各個設(shè)備的保護動作只影響設(shè)備本身的動作。
3)所有的電氣設(shè)備的故障信號都接入 PLC，任何電氣設(shè)備出現(xiàn)故障只影響本單元的動作。
4)吊鉤升降與小車前行和后退、大車左行和右行有操作互鎖。
5)主鉤、副鉤、大車、小車速度由主令開關(guān)檔位切換，可實現(xiàn)平穩(wěn)切換。
6)可禁止司機利用打反車來對大車和小車進行定位。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下

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