大連起重礦山機(jī)械有限公司是中國著名的起重機(jī)專業(yè)制造商與起重機(jī)服務(wù)供應(yīng)商，主要生產(chǎn)各類橋式起重機(jī)、雙兩門式起重機(jī)和鑄造橋式起重機(jī)等產(chǎn)品。
憑借領(lǐng)先的技術(shù)和高水平的產(chǎn)品質(zhì)量，其生產(chǎn)的起重機(jī)產(chǎn)品除行銷全國外，還出口日本、法國、瑞士、芬蘭、韓國、印度尼西亞、孟加拉和馬來西來等國家，出口量占產(chǎn)品總量的30%以上。
為滿足客戶在起重效率和設(shè)備可靠性方面不斷提高的要求，在起重機(jī)最重要的起升機(jī)構(gòu)控制上，大連起重礦山機(jī)械有限公司希望尋求更加可靠、精準(zhǔn)、靈活和經(jīng)濟(jì)的控制解決方案。
選擇合適的變頻器是第一步
起重機(jī)系統(tǒng)負(fù)載屬于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)，且其起升機(jī)構(gòu)為位能性負(fù)載，在整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，起升機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)尤為重要。
起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)處于頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)狀態(tài)，每小時(shí)的接電次數(shù)較多，而且負(fù)載是不規(guī)律的，時(shí)輕時(shí)重，且經(jīng)常承受大的過載和機(jī)械沖擊，所以起升機(jī)構(gòu)所用的變頻調(diào)速控制，不但要求低頻轉(zhuǎn)矩高、高頻穩(wěn)定性好、過載能力強(qiáng)，而且要求動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性應(yīng)滿足負(fù)載突變且具備零速轉(zhuǎn)矩保持功能。
所以，若要實(shí)現(xiàn)起重機(jī)械各個(gè)機(jī)構(gòu)安全、精準(zhǔn)、可靠的控制，選擇一臺(tái)合適的高性能變頻器是至關(guān)重要的。
是否經(jīng)濟(jì)要看方案設(shè)計(jì)
對(duì)于起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的控制，常規(guī)的變頻器控制方案大都是采用一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)，而對(duì)于有主副鉤兩套起升機(jī)構(gòu)的起重機(jī)械如果仍采用常規(guī)配置，會(huì)增加設(shè)備成本，同時(shí)也降低了變頻器的利用率。
對(duì)于變頻起升機(jī)構(gòu)，變頻器約占電氣系統(tǒng)成本的一半左右，而主、副鉤變頻器的容量遠(yuǎn)大于大車及小車用變頻器容量，如對(duì)常規(guī)方案進(jìn)行改進(jìn)，可大大降低電氣系統(tǒng)成本。
全新系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念：主、副起升電機(jī)由一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)!
根據(jù)以上要求，羅克韋爾自動(dòng)化通過使用PowerFlex755變頻器實(shí)現(xiàn)了一種經(jīng)濟(jì)的起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速方案以優(yōu)化起升控制系統(tǒng)。
其主副起升機(jī)構(gòu)的電氣原理圖如圖1所示，即主、副起升電機(jī)由一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)，變頻器的選擇以主起升電機(jī)(容量較大的電機(jī))容量配置為準(zhǔn)，變頻器輸出經(jīng)過兩個(gè)接觸器互鎖切換，當(dāng)需要主提升運(yùn)行時(shí)，在變頻器無電流輸出或者變頻器停止運(yùn)行時(shí)首先切換變頻器輸出至主起升電機(jī)(即KM11 閉合，KM12 斷開)后，通過變頻器進(jìn)行主起升控制;如需要副起升運(yùn)行時(shí)，在確保變頻器無電流輸出或者變頻器停止運(yùn)行時(shí)，切換變頻器輸出至副鉤電機(jī)(即KM12 閉合，KM11 斷開)后，通過變頻器進(jìn)行副起升控制。
圖1主起升、副起升機(jī)構(gòu)原理圖
變頻器對(duì)于起升機(jī)構(gòu)的控制有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。第一，抱閘的控制;第二，主副起升機(jī)構(gòu)的切換。下面分別進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
抱閘控制通過PowerFlex755變頻器自帶的TorqProve功能實(shí)現(xiàn)，該功能可分為轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)、懸停功能及溜鉤保護(hù)三部分。TorqProve功能確保停車后機(jī)械抱閘可靠地控制負(fù)載，當(dāng)收到運(yùn)行命令，機(jī)械抱閘打開時(shí)，變頻器能控制負(fù)載。圖2為變頻器電氣接口示意圖，其中ROC、RONO為I/O模塊的繼電器輸出端子，用于控制起升機(jī)構(gòu)的抱閘。
圖2 變頻器電氣接口示意圖
主副起升機(jī)構(gòu)的切換是通過PowerFlex755變頻器自帶的DeviceLogix控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。DeviceLogix是位于PowerFlex755系列變頻器端口14上的嵌入式組件。用于控制輸出和管理變頻器內(nèi)部的狀態(tài)信息。PowerFlex755系列變頻器的DeviceLogix編程是通過DeviceLogix編輯器組件實(shí)現(xiàn)的，下圖3為在DriveTools 軟件中的DeviceLogix編輯器示意圖。
圖3 DeviceLogix編輯器示意圖
電氣系統(tǒng)成本可節(jié)約25%
羅克韋爾自動(dòng)化為大連起重礦山公司提供的起重機(jī)變頻控制解決方案選用了高端的PowerFlex755變頻器，通過采用主、副起升電機(jī)由一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)的全新方法，以最大程度的優(yōu)化方案來控制起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)，可節(jié)約25%左右的電氣系統(tǒng)成本。目前，該方案已成功的應(yīng)用于用戶現(xiàn)場8臺(tái)20t/22.5m橋式起重機(jī)中。
通過采用羅克韋爾自動(dòng)化的變頻控制方案，橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)控制完全達(dá)到了預(yù)期的控制功能及效果。該方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載的精確控制和快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，PowerFlex755驅(qū)動(dòng)的電機(jī)能夠在零速起動(dòng)時(shí)獲得電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，可以提供可控且平穩(wěn)的最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，適合惡劣的使用環(huán)境，模塊化的結(jié)構(gòu)也使設(shè)備的維護(hù)和故障處理更為簡單。
羅克韋爾自動(dòng)化提供的解決方案得到了大連起重礦山公司的一直認(rèn)可和好評(píng)，并表示，該方案不僅大大節(jié)省了工程投資成本，提高了設(shè)備的利用率，同時(shí)也為大連起重礦山公司提高市場競爭力、進(jìn)一步拓展海外市場提供了先機(jī)。
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