基于S7-300和ACS800的桥式起重机控制系统改造

基于S7-300和ACS800的桥式起重机控制系统改造

第2 3卷第 4期21 0 0年 8月

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文章编号：6 3 1 4 2 1 0 -4 7 0 1 7 -5 9( 0 0) 4 0 8 -4

基于 S 7—3 0和 A 8 0的桥式起重机 0 CS 0控制系统改造杨大志傅利明，(. 1四川理工学院机械工程学院，I]自贡 6 30;.￣ l tI 4 0 0 2自贡鸿鹤化工股份有限公司，四川自贡 6 30 ) 4 00

摘

要：工矿企业中桥式起重机是一种应用十分广泛的起重机械。传统的继电器一接触器控制在

系统和串级调速方式存在能耗高、速性能差、障率高、全性能低等问题。利用西门子公司的 S—调故安 73 0P C.合 A B公司的新一代基于直接转矩控制 ( T的 A S 0 0 L结 B D C) C 8 0变频器对 1/ 5 5吨桥式起重机进行

了改造。实际应用表明，系统改造后，调速性能、安全性和使用寿命方面均得到有效提升，电能消耗降低l.2。 57%

关键词：式起重机；制系统；7— 0; C 8 0;桥控 s 3 0 A S 0直接转矩控制

中图分类号： P 7 T 26

文献标识码： A

引

言桥式起重机在工矿企业有着广泛的应用，要用主

起重机的整体性能，只有彻底改变系统调速方式，起对重机进行变频调速改造。基于此，者对某公司 1/ 笔 55

吨桥式起重机的控制系统进行了改造。

来实现物体的升降和转运。传统桥式起重机的电力拖

动系统采用绕线式交流异步电动机，靠串人转子回依路的多段外接电阻进行调速 (以下简称传统调速 )。传统调速采用凸轮控制器、电器一接触器控制，于继属

l总体改造方案桥式起重机的控制分成大车、小车、主钩、副钩 4部分，除大车由 2台电机同时拖动外，其余部分均由 1台电机拖动。如图 1,示系统将原有继电器一接触器串级调速方式改造为 P C变频调速方式。 L

传统的有接点控制系统，实现简单

,存在以下不虽但足…。

( )电阻调速属能耗型转差调速，电机起动、 1串在调速时转子所串电阻为纯耗能元件，费大量电能；调浪受

速电阻的限制，调速范围窄，起动转矩小、时间长，生产—

效率较低；同时其不连续的有级调速方式，平滑性差，调速时会对电网及减速器、联轴器、钢丝绳等机械部分带来不可避免的冲击。

—

大车变频器

主

令

P—

控二 》L=制器

小变器车频主钩变频器

( )电器一接触器控制系统可靠性差， 2继操作复杂， 故障率高。接触器频繁切换时冲击电流大，电机调速电阻烧损、断裂等故障时有发生；同时，接触器触头容易拉弧，至产生粘连，成安全事故。甚造

C— 』—

副钩变频器

() 3运动状态下进行的系统抱闸，对制动器损害很大，闸皮磨损严重，且存在“溜钩”安全隐患。图 1桥式起重机变频调速系统框图

要从根本上克服传统调速模式下的上述问题，提高收稿日期：0 00 -1 2 1 - 3 3基金项目：川省高校过程装备与控制重点实验室基金项目( 2 0 0 )四 GK 0 9 9

作者简介：大志( 9 6)男，杨 17 .,四川荣县人，讲师，硕士，主要从事仪器科学与技术方面的研究。

基于S7-300和ACS800的桥式起重机控制系统改造

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四川J -学院学报 ( EY -自然科学版 )

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将系统原有电机转子回路短接继续使用。由于启动电流小于改造前，发热量有所减少，无需加装独其故立冷却风扇。

溜钩现象的出现。在吊钩下降过程中利用能耗制动回路的吸收，避免因反电势过高对电机绕组的损坏。可] 对主钩、副钩电机，变频器输出功率应在实际电机容其量的基础上放大一档，而对于大、车行走电机，变频小其器输出功率则无需放大。该方案中主钩变频器选用

控制核心选用西门子公司的 s 30型 P C 7 7— 0 L。s—

30接收来自行车主令控制器、位开关的信号和变 0限

频器的状态。经程序判断与运算来实现行车的各控制功能。P C输出监控信号的同时， L向各变频器发送运行方向、动、启速度调整、动的运行指令。制 变频器选用 A B的基于直接转矩控制 ( T ) B D C

的新一

7 K其余均选用 4 K 5 W, 5 W。

2系统设计 桥式起重机大车、车、小主钩、副钩 4分运行控制功部能大同小异，均可划分成运行、制动和调速 3块。限于模篇幅，文以主钩为例讨论系统设计。如图 2所示，钩下主控制系统由三相交流电源输入、主钩驱动变频器 A S0 C 80—

代交流调速设备 A S 0 C 80系列，可在无外接测速传感

器的情况下，检测自身的输出电流，通过闭环构成高精度的转矩控制。能在零速状态下，0%额定转矩输出 10

能力，同时利用其自带的宏控制，在重载起重时避免可P C 7-o L S 3 o

7K、 5 W主钩电机 M1能耗制动单元等组成。、KM AC o S8 o -5 W 7K

紧停允许启动电源

S1 B S2 BX T1

1 0 . 01. 0 11 . 05I 6 O.

Qo频 u—一 R O .器变— 合闸 v——一 S— TX22

UVW

l

启动停止正/选择反

S6 B S7 BS8 B

I. O7I. 1o

Q. o 5QO6 .

D1 ID2 I

停止，启动正转，转反

点动抱闸监视速度选择速度选择速度选择

S9 B

I 1 . 1I. 1 2I. 13 I. 1 4

Q2直抱 1流闸 .Q. 11Qo7 . Q1 . o

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