料车卷扬调整系统

1、PLC与变频器组成的料车卷扬系统设计电气一班 张胜强080402105一、状态简介在冶金高炉炼铁生产线上，一般把准备好的炉料从地面的储矿槽运送到炉顶的生产机械称为高炉上料设备。料车的机械传动系统示意图见下图斜桥式料车上料机主要由斜桥、料车、卷扬电机三部分组成。在工作过程中，两个料车交替上料，当装满炉料的料车上升时，空料车下行，空车重量相当于一个平衡锤，平衡料车的车厢重量。上行或者是下行时，两个料车由一个卷扬机拖动，而且电动机运转时总有一个重料车上行，没有空行程，使得拖动电机总是处于电动状态运行，避免了电动机处于发电运行状态所带来的一些问题，节省了拖动电机功率。二、料车运行过程料车在料桥上运行分

2、为6个阶段：启动、加速、稳定运行、减速、倾翻和制动。在整个过程中包括一次加速、两次减速。根据料车运行速度要求，电机在高速、中速、低速段的速度曲线采用变频器设定的固定频率，按速度切换主令控制器发出的信号由PLC控制转速的切换。例如，启动加速阶段，时间为3s；高速运行阶段,f1=50Hz为高速运行对应的变频器频率，电动机转速为740r/min，钢绳速度为1.5m/s;第一次减速阶段由主令控制器发出第一次减速信号给PLC，由PLC控制MM440，使频率从50Hz下降到20Hz，电机转速从740r/min下降到296r/min，钢绳速度从1.5m/s下降到0.6m/s，减速时间为1.8s；中速运行阶段

3、f2=20Hz;第二次减速阶段，由主令控制器发出的第二次减速信号给PLC，由PLC控制MM440，使频率从20Hz下降到6Hz,电机转速从296r/min下降到88.8r/min，钢绳速度从0.6m/s下降到0.18m/s；低俗运行阶段频率为6Hz；制动停车阶段，当料车运行至高炉顶时，限位开关发出停车指令，由PLC控制MM440完成停车。若在运行过程中出现故障时，报警同时抱闸停车。3、 基本要求1、 变频调速系统主要设备的选择及变频器参数的设置（电机、变频器、plc等）2、 PLC的I/O配置和调速系统的电路图3、 程序设计4、 电路工作过程A自动工作过程B手动工作工程C停机D故障分析及处理变

4、频调速系统主要设备选择及变频参数设置1选择电动机卷扬机变频调速拖动系统选择电动机时，应保证低频时电动机的有效转矩必须满足要求，电动机必须有足够大的启动转矩来确保重载启动，所以应选择功率为37kW，额定电流为78.2A，额定电压为380V，额定转速为740r/min的三相交流感应电机。2、 变频器的使用变频器的容量应比变频器使用说明书中“配用电动机容量”加大一档到二档，并应具有无反馈矢量控制功能；变频器的电流应大于电动机的电流。为此选用西门子MM440变频器，其额定功率为55kW，额定电流为110A。该变频器采用高性能和矢量控制技术，具有超强的过载能力，同时能提供低速高速转矩输出和良好的动态性能

5、。3、 PLC的选择根据PLC的I/O配置，PLC选择西门子S7200系列的CPU2264、 变频器参数设置在确保接线无误的情况下，合上电源并设置MM440参数，设备P0010=30，P0970=1,然后按下P键，是变频器恢复到出厂默认值。变频器参数设置见表3-1表3-1变频器参数设置参数号设置值说明P01000功率以kW表示，频率为50HzP03001电机类型选择（异步电动机）P0304380电动机额定电压（V）P030578.2电动机额定电流（A）P030737电动机额定功率（kW）P030991电动机额定效率（%）P031050电动机额定频率（Hz）P0311740电动机额定转速（r/m

6、in）P07002命令源选择“由端子排输入”P07011ON接通正转，OFF停止P07022ON接通发转，OFF停止P070317选择固定频率（Hz）P070417选择固定频率（Hz）P070517选择固定频率（HZ）P073152.3变频器故障P10003选择固定频率设定值P100150设置固定频率f1=50HzP100220设置固定频率f2=20HzP10046设置固定频率f3=6HzP10800电动机运行的最低频率（Hz）P108250电动机运行的最低频率（Hz）P11203斜坡上升世间（s）P11213斜坡下降时间（s）P130020变频器为无速度反馈的矢量控制PLC的I/O配置和调速

7、系统电路图S7-200型PLC的I/O配置表见表3-2。PLC数字输出对应MM440变频器的高、中、低3种运行频率，见表3-3。调速系统电路图如图3-3所示。表3-2S7-200可编程控制器I/O配置输入设备输入地址输出设备输出地址主接触器合闸按钮SB1I0.0变频器合闸继电器KA1Q0.0主接触器分闸按钮SB2I0.1左料车上行（5端口）Q0.11SM左车上行触头1SM1I0.2右料车上行（6端口）Q0.21SM右车上行触头1SM2I0.3高速运行（7端口）Q0.31SM手动停车触头1SM3I0.4中速运行（8端口）Q0.42SM手动操作触头2SM1I0.5低速运行（16端口）Q0.52SM自动操作触头2SM2I0.6工作电源指示HL1Q0.62SM停车触头2SMS3I0.7故障灯光指示HL2Q0.73SM左车快速上行触头3SM11I1.0故障音响报警HAQ1.03SM右车快速上行触头3SM21I1.1抱闸继电器KA2Q1.13SM左车中速上行触头3SM12I1.23SM右车中速上行触头3SM22I1.33SM左车慢速上行触头3SM13I1.43SM右车慢速上行触头3SM23I1.5左车限位开关SQ1I1.6右车限位开关SQ2I1.7急停开关SA1I2.0松绳保护开关SA2I2.1变频器故障保护输出（通过端子19、20）I2.2表3-3