Penerapan inverter dan PLC dalam transformasi sistem kontrol crane jembatan di lahan dan PLTA

- Nov 29, 2017-

Derek jembatan adalah salah satu peralatan umum di pembangkit listrik.

Sistem penggerak listrik derek jembatan tradisional dengan motor ac rotor motor asinkron asynchronous rotor tahan resistan motor start atau speed control, perangkat kontrol disebut relay - contactor control.

Sistem kontrol ini memiliki fungsi yang rumit, keadaan berjalan tidak stabil, kebisingan yang besar, dan lebih banyak masalah.

Penyesuaian kecepatan resistansi tali rambat, mulai saat ini besar, karakteristik mekaniknya lembut.

Kecepatannya mudah dipengaruhi oleh perubahan beban, konversi kecepatannya buruk, penyesuaian kecepatan tidak stabil;

Resistannya terus menerus panas dan limbah listrik.

Bila resistan terlalu panas, bisa juga terbakar, menyebabkan gangguan listrik.

Sistem derek jembatan balok 75t / 20t didorong oleh motor asinkron rotor ac berliku tradisional, dan resistansi rotor seri digunakan untuk mengendalikan motor agar berhenti dan berubah.

Sistem operasi negara tidak stabil, kecepatan dan keamanan yang lebih tinggi tidak dapat memenuhi kebutuhan pekerjaan saat ini, makalah ini memperkenalkan berdasarkan sistem kontrol tradisional perangkat pengendali kecepatan variabel PLC, untuk mengunggah struktur dan fungsi sistem. , untuk mengoptimalkan keadaan sistem kontrol, meningkatkan efisiensi operasi dan stabilitas sistem.

Kondisi dasar sistem drag asli

Stasiun pembangkit listrik tenaga air Lu merupakan jembatan crane asli yang menyeret sistem gerobak, sistem mobil dan kait utama dan finish, dari 1 ac motor rotor asinkron mendorong arus start-stop dan kecepatan keseluruhan transformasi sistem.

Metode konversi kecepatan adalah: putaran motor rotor dihubungkan ke lima resistansi eksternal R1 ~ R5.

Keadaan kontaktor KM1 ~ KM4 digunakan untuk menentukan ketahanan resistansi seri dan mengendalikan motor.

Struktur sirkuit asli dengan pengereman elektromagnetisme mekanis ditunjukkan pada gambar 1.

2. Ide dasar penyesuaian kecepatan konversi

Bridge crane drag oleh dua motor gerobak, satu mobil, satu jepitan utama dan 1 pasang sistem drag untuk melengkapi, disamping dua share konverter frekuensi motor gerobak, sistem drag lainnya masing-masing memiliki 1 konverter kecepatan kontrol frekuensi.

Seluruh sistem digerakkan oleh lima motor, dan sistem kontrol kecepatan inverter PLC menggantikan perangkat kontrol kecepatan rotor seri rotor motor konvensional untuk mengendalikan konversi kecepatan, dan keseluruhan sistem lebih sensitif.

Modus motor asinkron asimetris tradisional bergantung pada mesin relay - kontaktor untuk kontrol logika.

Setelah disain optimasi, mengganti motor asynchronous tradisional dengan konverter frekuensi dan sistem kontrol PLC, PLC menerima kemudi motor dan sinyal kontrol kecepatan setelah beralih ke perintah kontrol yang sesuai yang dikirim ke konverter frekuensi, motor di bawah kendali respon cepat inverter dan selesai. instruksi kontrol

Struktur keseluruhan sistem ditunjukkan pada gambar 2.

2.1 konsep konverter frekuensi dan PLC

Konverter: yang utama adalah menggunakan cross-straight - to paying way (konversi inverter VVVF atau konversi frekuensi vektor), daya ac frekuensi daya pertama melalui penyearah mengubah catu daya dc, dan kemudian mengubah frekuensi catu daya dc, kontrol voltase dari motor konversi frekuensi catu daya ac.

PLC: variable frequency motor programmable logic controller system dan proteksi.

2.2 sistem gerobak

Sistem drag utama adalah struktur dua balok yang terdiri dari dua inverter YZP160M-6 / 5.5kW.

Derek, di bawah seret motor, berjalan horizontal di sepanjang bengkel dengan kecepatan 42m / 7m / menit sesuai kecepatan 1: 6.

Tarik rencana: menggunakan derek motor konverter frekuensi khusus crane (tipe panas lembab) untuk mengganti motor asynchronous motor rotor asli.

Mobil besar adalah konverter frekuensi 2 ac untuk mengendalikan 2 motor 2 roda aktif, dan posisi elektrik disinkronkan.

Kedua motor dikontrol secara bersamaan oleh konverter frekuensi yang sama.

Dengan menggunakan mode kontrol loop U / f, frekuensi konverter frekuensi harus lebih dari dua kali kapasitas motor.

(PN >> 2PMN) 2.3 sistem drag mobil

Troli mengadopsi konverter frekuensi 1 ac untuk mengendalikan 1 roda kemudi YZP132M1-6 / 4kw 2 roda aktif (sinkronisasi mekanis), gerobak dan gerobak trolley bergerak vertikal di sepanjang jembatan.

Kecepatan 12,5 / 3m / min disesuaikan.

Rasio kecepatannya adalah 1: 4.

Drag plan: juga mengadopsi motor inverter ac tiga fase khusus (tipe panas lembab) dan konverter frekuensi yang sama dengan kapasitas, dan mengadopsi mode kontrol loop U / f.

2,4 hook utama dan sistem hook drag

Kait utama dan kait diseret terpisah oleh masing-masing motor di YZP225S1-8 / 18.5kW dan yzp225s2-8 / 22kw.

Kait utama dan hook menarik beban untuk melakukan pengangkatan atau penurunan gerakan "naik turun".

Kecepatan angkat dari mekanisme pengangkatan utama adalah 0,15 ~ 1,5 m / menit, daya pengenal motor dan kecepatan pengenal dipilih pada 1.5m / menit, torsi konstan dan kontrol kecepatan daya konstan motor direalisasikan, dan Rasio penyesuaian kecepatan adalah 1:10.

Kecepatan angkat dari mekanisme pengangkatan sekunder adalah 0,6 ~ 6,0 m / menit, daya pengenal motor dan kecepatan pengenal dipilih sebesar 6,0 m / menit.

Torsi konstan dan kontrol kecepatan daya konstan dari rasio kecepatan motor 1:10.

Skema tarik kinerja dinamis: pilih Tuhan yang baik, wakil kait sistem penggerak motor utama, motor konversi frekuensi tinggi yang relatif tinggi untuk menggantikan rotor motor rotor asynchronous rotor biasa yang berkelok-kelok kontrol kecepatan motor asinkron.

Motor frekuensi variabel harus sedikit lebih besar dari pada motor asli untuk memastikan torsi cukup lama.

Konverter digunakan untuk mengendalikan dua motor listrik, dan sebuah encoder fotolistrik dikonfigurasi untuk motor, dan mode kontrol vektor loop tertutup dengan umpan balik kecepatan kartu PG diadopsi.

Kecepatan motor frekuensi variabel dapat dikendalikan dari kecepatan rendah sampai lima, yang sepenuhnya memenuhi kebutuhan operasi sistem hook pembantu utama.

2,5 motor pengereman mode

Mengadopsi mode unit rem dan resistansi rem yang berada di luar konverter.

Setelah modifikasi, power control tipe blok hidrolik dipilih, dan modelnya: (YMZ / 300/45 dan YMZ / 200/25).

Metode menggabungkan pengereman regeneratif, pengereman dc dan pengereman elektromagnetik mekanis diadopsi.

Dengan menggunakan sistem pengereman regeneratif dan sistem pengereman dc dari sistem kontrol kecepatan konversi frekuensi, sistem drag yang berjalan cepat dihentikan dengan cepat.

Selama operasi pengangkatan, hal-hal berat angkat kadang perlu diapit di udara atau terjemahan untuk jangka waktu tertentu, dengan menggunakan perangkat pengatur kecepatan frekuensi bervariasi membuat bobot setelah melayang, juga harus menggunakan pengereman rem elektromagnetik mekanis, jika crane dengan gangguan atau tiba-tiba jatuh pada siang hari setelah kehilangan listrik menyebabkan kecelakaan keselamatan.

Pemilihan konverter frekuensi

Ada banyak inverter khusus crane di pasaran.

Kami memilih Shanghai schneider ATV312HU40N4 dan ATV71HD30N4 series inverter.

Inverter kontrol vektor all-magnet semacam ini, meski pada frekuensi rendah, torsi awal bisa mencapai torsi pengenal 1,5 kali.

Selain itu, inverter memiliki fungsi kecepatan umpan balik, yang bisa mencapai zero speed control, yang bisa memiliki torsi output 150% pada kecepatan nol.

Ini memiliki empat jenis mode kontrol, masing-masing adalah: PGU / f mode kontrol loop tertutup dan mode kontrol vektor loop tertutup PG, tanpa mode kontrol loop PGU / f terbuka dan mode kontrol vektor loop terbuka PG, yang spesifik untuk metode yang digunakan sesuai ke tingkat akses parameter default.

Mobil besar dan sistem penggerak mobil kecil memiliki inersia yang besar, perubahan beban pada dasarnya adalah beban drag, amplitudo perubahan kecil, jadi umumnya tidak menggunakan encoder fotolistrik tidak ada mode kontrol loop PGU / f.

Tuhan, perubahan beban hook gambar, sangat jelas, harus mengadopsi kontrol kontrol kartu kontrol PG-B2 tertutup loop tertutup diprioritaskan dengan encoder fotolistrik, untuk memperpendek waktu respon dinamis, membuat penyesuaian torsi lebih fleksibel dan Lebih cepat, pastikan mesin pengangkatnya lebih stabil untuk dijalankan.

Karena sistem kontrol konversi frekuensi dengan fungsi umpan balik kecepatan, mampu mempertahankan 150% torsi pengenal di bawah kecepatan nol, oleh karena itu, integrasi sistem kontrol konverter frekuensi dan PLC, juga dapat secara efektif mencegah fenomena slip hook.

Untuk crane jembatan, kita bisa mengatur frekuensi konverter frekuensi sesuai dengan kebutuhan penyesuaian kecepatan.

ATV312HU40N4 dan ATV71HD30N4, sistem memiliki 6 perintah frekuensi dan 1 point moving frequency instruction, dengan opsi 7 speed.

Dalam proses operasi pengangkatan, instruksi frekuensi masukan dari sistem dapat diatur, dan perpindahan frekuensi antara instruksi multi kecepatan 1 ~ 3 dan frekuensi titik diatur, sehingga regulasi kecepatan dapat direalisasikan.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 3, adalah terhubung ke terminal 1 motor, pembalikan motorik, bila dihubungkan ke terminal 2 masing-masing melalui lebih dari 1, 2, 3, terminal periode instruksi, atau sinkron sampai dengan nama dua atau tiga terminal , bisa mendapatkan 6 instruksi frekuensi, artinya, tersedia dalam 5 macam regulasi kecepatan oleh sisinya.

Pengaturan akselerasi motor dan perlambatan waktu dapat direalisasikan dengan parameter konverter preset.

ARA. 3 prinsip kontrol inverter motor penggerak utama.

Hal ini biasanya didasarkan pada arus pengenal motor asinkron untuk memilih konverter frekuensi yang sesuai, dan kadang-kadang digunakan untuk menentukan konverter frekuensi yang harus digunakan sesuai dengan arus operasi maksimum motor asinkron.

Konverter frekuensi yang dipilih dalam makalah ini telah dilengkapi dengan unit rem eksternal atau resistansi rem.

Dalam proses operasi pengangkatan, motor dipengaruhi oleh percepatan gravitasi, keadaan pengereman regeneratif setelah meletakkan berat, energi kinetik dari umpan balik langsung sistem drag ke inverter dc, menghasilkan tegangan dc yang lebih tinggi, ketika tegangan naik ke Tingkat tertentu setelah dapat menyebabkan kegagalan mekanis.

Untuk menghindari kecelakaan mekanis, crane harus menggunakan resistansi pengereman untuk benar-benar menghabiskan energi listrik arus searah untuk memastikan bahwa tegangan dc selalu menjaga nilai aman.

Unit pengereman yang dikonfigurasi oleh resistansi pengereman harus ditingkatkan dengan satu gigi, dan daya pengenalnya harus berlipat ganda untuk memastikan unit pengereman mampu mengerem dengan cepat.

4 pilihan PLC

Dengan desain optimasi, input lapangan jembatan crane control system, kuantitas sinyal output dan fungsinya, dikombinasikan dengan persyaratan disain dan kebiasaan aplikasi untuk memilih sistem kontrol PLC yang sesuai.

Dalam makalah ini, sistem kontrol PLC Siemens 6es7-300 digunakan untuk belajar.

PLC adalah beberapa modul dengan berbagai bentuk yang terintegrasi secara keseluruhan (terutama oleh modul power supply, modul CPU, modul I / O dan sebagainya) dari sistem kontrol, sistem ini berjalan fleksibel, mampu cepat menyelesaikan berbagai kontrol. tugas.

Sistem kontrol operasi mesin jembatan digunakan sebagai inti kontrol PLC.

I / O poin dikonfigurasi sesuai kebutuhan sebenarnya, dengan margin 20%.

Kapasitas memori utama perintah dan data tidak kurang dari 2 kali kapasitas program.

Sementara itu, menurut proyek yang sebenarnya perlu mengkonfigurasi modul lain yang sesuai.

Ini memiliki semua fungsi perlindungan otomatis yang sempurna dan karakteristik dari semua jenis kesalahan diagnosis diri dan fungsi alarm display, termasuk: proteksi arus lebih seketika dan perlindungan voltase regenerasi, kehilangan daya proteksi tekanan sesaat, grounding over-current protection, kipas pendingin tidak biasa, perlindungan overclocking (kecepatan), kios di atas perlindungan saat ini, perlindungan regenerasi overvoltage kios, ikatan kontaktor, kurangnya fasa, batas, kontroler nol pengaman utama, dan fungsi lainnya.