PLC、定子調(diào)壓裝置及變頻器在行車上的應(yīng)用

摘 要:本文介紹了PLC、定子調(diào)壓裝置及變頻器在行車上的應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)的接觸器控制，具有運行穩(wěn)定、故障率低、維護(hù)方便等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞:PLC 變頻器 定子調(diào)壓裝置 行車

中圖分類號:U463\t\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0062-01

2005年，首鋼長治鋼鐵有限公司煉鋼廠建設(shè)6#轉(zhuǎn)爐時，配套安裝的兩部125/40T行車和一部140/40T行車均采用了傳統(tǒng)的接觸器電氣控制，即用主令控制器+繼電器+接觸器控制交流繞線電機，通過切除繞線電機轉(zhuǎn)子側(cè)電阻來控制速度，經(jīng)過幾年的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該控制方式存在電氣設(shè)備多、線路多、接觸器主觸點及輔助觸點更換頻繁、日常檢修時間長等等缺陷。因此，2008年及2010年7#、8#轉(zhuǎn)爐工程中，配套安裝的三部125/40T行車和一部140/40T行車，改變了傳統(tǒng)的電氣控制模式，采用PLC集中控制，起升機構(gòu)采用定子調(diào)壓裝置和轉(zhuǎn)子切電阻，平移機構(gòu)采用變頻器控制，通過實踐證明，該控制方式大大降低了故障率，節(jié)約了日常維護(hù)檢修時間，為生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供了保障。

1 傳統(tǒng)的控制方式及其利弊

1.1 傳統(tǒng)的控制方式

傳統(tǒng)的控制方式采用主令控制器控制繼電器，然后由繼電器來控制接觸器的方式來進(jìn)行控制，通過正、負(fù)兩接觸器的電氣互鎖來控制繞線電機的轉(zhuǎn)向;通過對交流繞線電機轉(zhuǎn)子串電阻的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。該控制方式在行車上的應(yīng)用已經(jīng)有了幾十年的歷史，但存在電氣設(shè)備多、線路多、接觸器主觸點及輔助觸點更換頻繁、日常檢修時間長等等缺陷。

1.2 傳統(tǒng)的控制方式存在的問題

(1)傳統(tǒng)的控制方式采用交流繞線電機轉(zhuǎn)子串電阻的方式來進(jìn)行調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，由于其為開環(huán)控制，控制精度及其速度穩(wěn)定性差。

(2)傳統(tǒng)的控制方式?jīng)]有穩(wěn)定的低速，操作人員只有通過反接制動(俗稱“打倒車”)來穩(wěn)鉤，使得主回路接觸器在大電流的情況下，頻繁分合閘，導(dǎo)致主觸點燒損或粘連，減少其使用壽命，造成故障或定期更換，導(dǎo)致浪費。

(3)傳統(tǒng)的控制方式起動及其制動過程中，由于速度突變，對行車的機械系統(tǒng)及其電氣系統(tǒng)造成很大沖擊，嚴(yán)重影響了整個行車的使用壽命。

(4)傳統(tǒng)的控制方式是在運行狀態(tài)下進(jìn)行制動的，完全靠閘皮的機械制動，嚴(yán)重影響了閘皮的使用壽命及其對整個機械系統(tǒng)造成沖擊。

(5)傳統(tǒng)的控制方式使用了大量的接觸器、繼電器、電阻、電纜等電氣設(shè)備，由于行車處于高溫且多金屬粉塵的環(huán)境中，故障率高，日常維護(hù)時間長，給生產(chǎn)的順利進(jìn)行造成了影響。

1.3 傳統(tǒng)的控制方式的優(yōu)點

傳統(tǒng)的控制方式在行車上應(yīng)用已經(jīng)有了幾十年的歷史，由于其設(shè)備及其控制思路簡單，維修人員(尤其是老的一些維修人員)對該控制方式非常熟悉，常見故障的處理輕車熟路，可以大大減少常見故障的處理時間。

2 PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制方式及其利弊

2.1 PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制方式

在行車電氣室設(shè)立PLC主站，在司機室設(shè)立分站，將起升及平移機構(gòu)的主令控制器命令接入分站，然后通過DP網(wǎng)傳輸于主站，經(jīng)過處理后，通過DP網(wǎng)傳輸于定子調(diào)壓裝置及其變頻器，使命令得到執(zhí)行。

2.2 PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制方式存在的問題

(1)由于PLC、定子調(diào)壓裝置及其變頻器故障率低，維修人員日常培訓(xùn)不到位，當(dāng)其出現(xiàn)故障時，一般維修人員能力有限，判斷故障原因不清，需技術(shù)人員進(jìn)行處理，增加了故障處理的時間，對生產(chǎn)造成影響。

針對這種情況下，我廠專業(yè)技術(shù)人員多次組織維修人員進(jìn)行培訓(xùn)，努力調(diào)高維修人員的維修水平，當(dāng)故障發(fā)生時，盡可能的縮短故障處理的時間，減少對生產(chǎn)的影響。

(2)起升機構(gòu)采用了定子調(diào)壓裝置控制，為了提高其控制精度，在電機后軸上加裝了編碼器以實現(xiàn)閉環(huán)控制，但由于行車在行駛過程中，振動比較大，容易造成編碼器固定螺栓松動，從而使編碼器晃動，計數(shù)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致定子調(diào)壓裝置保護(hù)，從而影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

針對這種情況下，我廠在制定日常點檢維護(hù)措施時，特別強調(diào):維修人員在每天點檢時，必須對編碼器固定螺栓進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)松動時及時緊固，大大減少了故障率的發(fā)生。

2.3 PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制方式的優(yōu)點

(1)主令控制器命令通過DP網(wǎng)經(jīng)分站傳輸電氣室PLC，然后通過DP網(wǎng)傳輸于主、副起升機構(gòu)定子調(diào)壓裝置及其平移機構(gòu)的變頻器，因此，敷設(shè)線路少，繼電器、接觸器等設(shè)備使用數(shù)量少，大大降低了故障率。

(2)起升機構(gòu)采用定子調(diào)壓裝置控制，加裝編碼器以實現(xiàn)閉環(huán)控制，控制精度及其速度穩(wěn)定性相對于傳統(tǒng)控制均有很大的提高;起動、加速、減速、制動過程平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，對機械、電氣系統(tǒng)沖擊小，且電磁制動和機械制動相配合，先電磁制動后機械制動，減少了制動器的摩擦。

(3)平移機構(gòu)采用變頻器控制，起動、制動時運行穩(wěn)定;且制動時，電磁制動配合機械制動，有效的緩解了對機械系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的沖擊，增加了其使用壽命。

(4)無論是定子調(diào)壓裝置，還是變頻器均可以實現(xiàn)低速狀態(tài)下穩(wěn)定運行，并且能準(zhǔn)確定位，方便了職工操作。

3 兩種控制方式的效益比較

通過對以上兩種控制方式進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)后者比前者具有很大的優(yōu)越性，具體如下。

(1)采用“PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制”的行車比采用“傳統(tǒng)控制”模式的行車故障率低，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。雖然“PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制”控制模式的行車一次性投資成本比較大，但煉鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏緊張，這幾部行車主要負(fù)擔(dān)著鐵水或者鋼水的調(diào)運工作，如行車出現(xiàn)故障，哪怕是短短的3分鐘～5分鐘，都有可能造成單臺連鑄機的斷流甚至停產(chǎn)，造成正常生產(chǎn)的中斷，既影響了生產(chǎn)產(chǎn)量，同時也加大了生產(chǎn)成本。

(2)采用“PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制”的行車比采用“傳統(tǒng)控制”模式的行車接觸器、繼電器等備件消耗小，日常維護(hù)簡單、時間短，提高了維修人員工作的效率，減輕了勞動負(fù)擔(dān)。

(3)采用“PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制”的行車比采用“傳統(tǒng)控制”模式的行車起動、加速、減速、制動及其運行過程中平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，減少了對機械、電氣系統(tǒng)沖擊，使得行車的整體使用壽命得到延長。

4 結(jié)語

通過現(xiàn)場多年的應(yīng)用，實踐證明，“PLC+定子調(diào)壓裝置+變頻器控制”的控制模式多方面優(yōu)越于“傳統(tǒng)控制”模式，相信其通過在行車上應(yīng)用的不斷增加，必然成為將來的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]\t黃明鑄．變頻器和PLC在起重機的應(yīng)用[M]．北京:機電技術(shù)，2009，3．

[2]\t周紹英，等.電機與拖動[M].北京:中國廣播大學(xué)出版社，1994．

①作者簡介:牛廣君(1982，12-)，男(漢)，山西省呂梁市交城縣人，電氣助理工程師，主要從事工廠電氣設(shè)備管理。