1、PLC與變頻器組成的料車卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣一班 張勝?gòu)?qiáng)080402105一、狀態(tài)簡(jiǎn)介在冶金高爐煉鐵生產(chǎn)線上，一般把準(zhǔn)備好的爐料從地面的儲(chǔ)礦槽運(yùn)送到爐頂?shù)纳a(chǎn)機(jī)械稱為高爐上料設(shè)備。料車的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見下圖斜橋式料車上料機(jī)主要由斜橋、料車、卷?yè)P(yáng)電機(jī)三部分組成。在工作過(guò)程中，兩個(gè)料車交替上料，當(dāng)裝滿爐料的料車上升時(shí)，空料車下行，空車重量相當(dāng)于一個(gè)平衡錘，平衡料車的車廂重量。上行或者是下行時(shí)，兩個(gè)料車由一個(gè)卷?yè)P(yáng)機(jī)拖動(dòng)，而且電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)總有一個(gè)重料車上行，沒有空行程，使得拖動(dòng)電機(jī)總是處于電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，避免了電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)所帶來(lái)的一些問題，節(jié)省了拖動(dòng)電機(jī)功率。二、料車運(yùn)行過(guò)程料車在料橋上運(yùn)行分

2、為6個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)、加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、傾翻和制動(dòng)。在整個(gè)過(guò)程中包括一次加速、兩次減速。根據(jù)料車運(yùn)行速度要求，電機(jī)在高速、中速、低速段的速度曲線采用變頻器設(shè)定的固定頻率，按速度切換主令控制器發(fā)出的信號(hào)由PLC控制轉(zhuǎn)速的切換。例如，啟動(dòng)加速階段，時(shí)間為3s；高速運(yùn)行階段,f1=50Hz為高速運(yùn)行對(duì)應(yīng)的變頻器頻率，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為740r/min，鋼繩速度為1.5m/s;第一次減速階段由主令控制器發(fā)出第一次減速信號(hào)給PLC，由PLC控制MM440，使頻率從50Hz下降到20Hz，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?40r/min下降到296r/min，鋼繩速度從1.5m/s下降到0.6m/s，減速時(shí)間為1.8s；中速運(yùn)行階段

3、f2=20Hz;第二次減速階段，由主令控制器發(fā)出的第二次減速信號(hào)給PLC，由PLC控制MM440，使頻率從20Hz下降到6Hz,電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)?96r/min下降到88.8r/min，鋼繩速度從0.6m/s下降到0.18m/s；低俗運(yùn)行階段頻率為6Hz；制動(dòng)停車階段，當(dāng)料車運(yùn)行至高爐頂時(shí)，限位開關(guān)發(fā)出停車指令，由PLC控制MM440完成停車。若在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警同時(shí)抱閘停車。3、 基本要求1、 變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備的選擇及變頻器參數(shù)的設(shè)置（電機(jī)、變頻器、plc等）2、 PLC的I/O配置和調(diào)速系統(tǒng)的電路圖3、 程序設(shè)計(jì)4、 電路工作過(guò)程A自動(dòng)工作過(guò)程B手動(dòng)工作工程C停機(jī)D故障分析及處理變

4、頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備選擇及變頻參數(shù)設(shè)置1選擇電動(dòng)機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)保證低頻時(shí)電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩必須滿足要求，電動(dòng)機(jī)必須有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)確保重載啟動(dòng)，所以應(yīng)選擇功率為37kW，額定電流為78.2A，額定電壓為380V，額定轉(zhuǎn)速為740r/min的三相交流感應(yīng)電機(jī)。2、 變頻器的使用變頻器的容量應(yīng)比變頻器使用說(shuō)明書中“配用電動(dòng)機(jī)容量”加大一檔到二檔，并應(yīng)具有無(wú)反饋矢量控制功能；變頻器的電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的電流。為此選用西門子MM440變頻器，其額定功率為55kW，額定電流為110A。該變頻器采用高性能和矢量控制技術(shù)，具有超強(qiáng)的過(guò)載能力，同時(shí)能提供低速高速轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)性能

5、。3、 PLC的選擇根據(jù)PLC的I/O配置，PLC選擇西門子S7200系列的CPU2264、 變頻器參數(shù)設(shè)置在確保接線無(wú)誤的情況下，合上電源并設(shè)置MM440參數(shù)，設(shè)備P0010=30，P0970=1,然后按下P鍵，是變頻器恢復(fù)到出廠默認(rèn)值。變頻器參數(shù)設(shè)置見表3-1表3-1變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)設(shè)置值說(shuō)明P01000功率以kW表示，頻率為50HzP03001電機(jī)類型選擇（異步電動(dòng)機(jī)）P0304380電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）P030578.2電動(dòng)機(jī)額定電流（A）P030737電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）P030991電動(dòng)機(jī)額定效率（%）P031050電動(dòng)機(jī)額定頻率（Hz）P0311740電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/m

6、in）P07002命令源選擇“由端子排輸入”P07011ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止P07022ON接通發(fā)轉(zhuǎn)，OFF停止P070317選擇固定頻率（Hz）P070417選擇固定頻率（Hz）P070517選擇固定頻率（HZ）P073152.3變頻器故障P10003選擇固定頻率設(shè)定值P100150設(shè)置固定頻率f1=50HzP100220設(shè)置固定頻率f2=20HzP10046設(shè)置固定頻率f3=6HzP10800電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率（Hz）P108250電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率（Hz）P11203斜坡上升世間（s）P11213斜坡下降時(shí)間（s）P130020變頻器為無(wú)速度反饋的矢量控制PLC的I/O配置和調(diào)速

7、系統(tǒng)電路圖S7-200型PLC的I/O配置表見表3-2。PLC數(shù)字輸出對(duì)應(yīng)MM440變頻器的高、中、低3種運(yùn)行頻率，見表3-3。調(diào)速系統(tǒng)電路圖如圖3-3所示。表3-2S7-200可編程控制器I/O配置輸入設(shè)備輸入地址輸出設(shè)備輸出地址主接觸器合閘按鈕SB1I0.0變頻器合閘繼電器KA1Q0.0主接觸器分閘按鈕SB2I0.1左料車上行（5端口）Q0.11SM左車上行觸頭1SM1I0.2右料車上行（6端口）Q0.21SM右車上行觸頭1SM2I0.3高速運(yùn)行（7端口）Q0.31SM手動(dòng)停車觸頭1SM3I0.4中速運(yùn)行（8端口）Q0.42SM手動(dòng)操作觸頭2SM1I0.5低速運(yùn)行（16端口）Q0.52SM自動(dòng)操作觸頭2SM2I0.6工作電源指示HL1Q0.62SM停車觸頭2SMS3I0.7故障燈光指示HL2Q0.73SM左車快速上行觸頭3SM11I1.0故障音響報(bào)警HAQ1.03SM右車快速上行觸頭3SM21I1.1抱閘繼電器KA2Q1.13SM左車中速上行觸頭3SM12I1.23SM右車中速上行觸頭3SM22I1.33SM左車慢速上行觸頭3SM13I1.43SM右車慢速上行觸頭3SM23I1.5左車限位開關(guān)SQ1I1.6右車限位開關(guān)SQ2I1.7急停開關(guān)SA1I2.0松繩保護(hù)開關(guān)SA2I2.1變頻器故障保護(hù)輸出（通過(guò)端子19、20）I2.2表3-3