安川PLC+ 变频控制系统24213

1、安川PIC+ 变频控制系统的常见故障分析与对策摘要: 介绍了应用在桥式岸边起重机上的安川PLC + 变频控制系统, 并针对该系统的常见故障展开分析, 汇总了常见故障解决方案, 为拥有该控制系统的企业提供了相应的维修指南。关键词: 桥式岸边起重机􀀁 PLC􀀁 变频为适应国内集装箱的迅速增长, 各港口集装箱专用码头越来越多地引进上海港机重工生产的45吨大型集装箱桥式起重机(以下简称45吨岸桥)。由于45吨岸桥装机容量在700kW 以上, 码头传统的低压供电及设备控制方式已无法满足要求。为节约能源、提高设备效率及可靠性, 10kV 高压供电以及基于PLC 的变频调

2、速系统已成为45 t岸桥的基本配置, YASKAWA(安川) PLC+ 变频调速方案被较多港口采用。下面简介该系统, 并就其常见故障进行分析, 总结解决方案, 与同行们共享。1􀀁 YASKAWA (安川) PLC+ 变频调速控制系统简介1. 1􀀁 该系统的工作站结构图(见图1)图1􀀁 该系统的工作站结构图HOLD: 起升变频器( 616G7 300kW ) 􀀁NET: # 0􀀁 STAT ION: # 1CLOSE: 开闭机变频器( 616G7 300kW ) 􀀁NET: # 0

3、48577; STAT ION: # 2LUFF '变 俯仰频器( 616G7 110kW ) 􀀁 NET: # 0STATION: # 3SLEW 1: 小车1 变频器( 616G7 110kW ) 􀀁NET: # 0􀀁 STAT ION: # 4SLEW 2: 小车2 变频器( 616G7 110kW ) 􀀁NET: # 0􀀁 STAT ION: # 51. 2􀀁 该系统的动力单线简图(见图2)2.图2􀀁 该系统的动力单线简图1. 3􀀁 门

4、机各机构的控制模式:起升机构: 带PC矢量控制(闭环)变幅机构: 带PC矢量控制(闭环)旋转机构: 开环矢量控制大车机构: 开环矢量控制2􀀁 常见故障分析与解决2. 1变频器常见故障判断当变频器发生故障或外围故障引发报警时,变频器进入保护状态, 在变频器的控制面板上可以提供相应显示。1) 0C􀀁 直流母线过电流(变频器的过电流超过过电流检出值)引发原因: A. 变频器输出侧短路或接地; B.负载过大或电机减速时间设置过短: C. 电机容量超出变频器允许范围; D. 变频器输出侧接触器在通过大电流时断开。重点检查部位: 输出侧线路检查、制动器与减速器检查、电机

5、、输出侧接触器。2) OV 直流母线过电压(主回路直流电压超过过电压检出值)引发原因: A. 减速时间设置过短; B. 无变流器装置的系统中, 制动电阻接线处接触电阻过大;C. 有变流器装置的系统中, 电源侧变压器容量偏小, 当多台电机同时减速时, 能量不能及时回馈到网侧。对策: 设备调试期间出现该提示, 一般与减速时间设置有关, 使用变频器的控制面板, 调整时间设置参数C1, 进行比较, 既要满足门机各机构平稳减速制动的要求, 又要保证能量回馈时, 不能引起过电压。由于变流器在门机各机构减速过程中有逆变能量回馈交流电源侧, 若电源侧变压器( 10kV 440V)容量偏小, 能量不能及时回馈到

6、网侧, 也会引起直流母线过电压。3) OS变频器监测电机超速(速度大于F l-08的设定值, 并持续时间超过F l- 09设定值)引发原因: A. 减速箱侧制动器失灵; B. 电机轴端编码器故障( 如光栅盘裂纹); C. 编码器与PC卡接线松脱, PC 卡与主控板接线松脱; D. 编码器回路接地线松脱, 引入干扰电流重点检查部位: 制动器、编码器、PC 卡接线端子。4)UV 欠电压故障引发原因: A. 直流母线侧接触器不能正常工作, a)线圈无电压(接触器不吸合) , b)接触器反馈触点不良(接触器吸合后又脱开) ; B. 接入变频器控制电源电压低。重点检查部位: 直流母线侧接触器、控制电源。

7、5) PGO 编码器断线引发原因: 编码器PC 卡之间的连接线松动、电机与编码器之间的小型连轴器失效。重点检查部位: 编码器、PC 卡接线端子。6) OL类故障引发原因: 根据不同的过载故障类型, 检查重点有差异。在使用中常见的故障原因就是制动器不能正常打开。对策: 故障复位后, 动车检验制动器是否正常打开以及打开后制动片与制动轮或制动盘间有无摩擦。7) EE: 正反转指令同时输入。检查主令信号。8) OH: 散热片过热。检查电气房散热风机、空调。9) OH2: 变频器过热预告。检查电气房散热风机、空调。10) EP3- 12: 外部故障(对应相应的输入端子)。根据显示端子号检查。2. 2&#

8、1048577; 通讯类故障: 笔记本电脑与PLC 联机,登陆失效使用笔记本电脑与PLC主CPU 连接, 登陆门机控制系统时, 有时会发生PLC 主CPU - -CP316H 的登陆口不能通过, 这时可以将串行口数据线换插到N01S02( # 1网络# 2站): R102000,使用R102000 访问主CPU, 方法是打开网络设置, 在线指定: 选择进行; 逻辑进口编号: 当前通讯方式1: CP217; 中继指: 进行; 网络号: 1; 栈号: 1。2. 3􀀁 外围故障1)电机热元件击穿, 引起输入模块输入点烧毁。原因: 电机热保护热元件与电机定子漆包线接触紧密, 有时会发

9、生绝缘破坏, 将热元件击穿,进而烧毁输入模块输入点。对策: 一方面加强热元件的绝缘; 另一方面采取隔离输入的方法避免烧输入点, 将热元件串接在中间继电器线圈电路中, 使用继电器触点取代原来热元件在线路中的位置。2) PLC输入电源断路器跳闸该故障发生较频繁, PLC 输入电源是控制变压器(隔离)输出的无接地220V 交流电源, 如果发生短路或接地, 断路器就会跳闸。虽然PLC 输入线路在门机整机的分布最广, 故障难以排查, 但常见的故障部位就是各部制动器行程开关、各部安全限位开关, 查看有无进水或端子接地现象。3)变流器重载时进入 uV!保护, 轻载或空载正常轻载或空载正常, 就不要怀疑变流器

10、IGBT(大功率绝缘栅型场效应管)损坏, 检查直流母排上的所有连接点螺栓, 螺栓松动, 直流母排在通过重载大电流时打火, 往往会造成变流器欠压保护。4)起升机构电机有异声常规的机械部位检查如轴线、电机的固定螺栓、减速器、制动器等都是必要的, 但还有一种原因可以造成该故障, 就是力矩限制器失灵。40 t门机起升驱动按重载、轻载两个模式, 重载起动完成后U 1# 01= 76. 6%, 对应电机额定转速; 轻载起动完成后U1# 01= 100%, 变频器高于50H z超频输出, 电机转速是额定转速的1. 3倍。识别重载还是轻载, 信号来自力矩限制器, 以25t为界限,如果力矩限制器失灵, 不能正确

11、提供给PLC 重载信号, 那么, 控制系统给变频器的驱动指令始终是轻载驱动, 危害极大。实际负载超过25t后, 越重电机的异声越大, 异声特点是连续的尖锐啸叫声。检查核实后, 调整力矩限制器即可恢复正常。如果确认力矩限制器故障短时间无法修复, 可以登陆PLC 修改起升主令编码器的输入, 将起升电机的转速控制在额定转速以内。处理方法: H 3 第55行lim it 0- 10000, 修改为lim it 0- 7666; 第59行修改为- 7666- 0; H6第4行插入MB888常开点断开超频工作方式(不同港口的具体程序所在的行位置可能存在差异, 但修改方法是一致的)。5)故障(保护)复位后,

12、 整机各大机构的最高速度仅为 10% 。这种现象多发生在故障复位后。通过笔记本查看程序, 会发现MB002000 ( SP LIM IT: 速度限制) 0N, 主要原因是复位信号未解除, 速度被限制。检查各复位按钮, 看是否在保持状态; 检查触摸屏, 按FAULT; 检查整流器、各部变频器控制面板, 看有无故障提示, 故障排除后, 按RESET。6)门机高压开关跳闸发生该故障, 应断开全部断路器、空气开关,从分开关到总开关, 逐级检查。进行线路检查包括中心受电器、各部接线端子盒。观察高压开关柜一次进线电压显示情况, 门机高压开关跳闸时, 一次进线电压一般是正常的, 如果进线电压异常, 位于港区变电站的上一级保护就会动作。进线电压由指针电压表和电子数显仪表同时显示,有时会出现不一致的情况, 电子数显仪表的工作电源易受到机上线路故障的影响, 不稳定时会显示三相进线电