施耐德ATV71变频器及TWIDOPLC在塔式起重机上的应用概述11塔

发布时间：2019-09-04 07:44:32 来源：文档文库

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施耐德ATV71变频器及TWIDO PLC在塔式起重机上的应用

1. 概述

1.1 塔式起重机是建筑行业上应用得最广泛的一种起重机械，其中起升机构、回转机构、小车变幅机构的控制发展趋势是采用变频器调速控制，本人根据在实际当中的一些应用总结以下内容：

1.2 起升机构

起升机构传统的控制方式多采用交流绕线式电机串电阻的方法启动和调速，缺陷是：由于长期重载运行，频繁正、反转，冲击电流很大，再加上有些场合工作环境差，电机的滑环、炭刷及接触器经常损坏，接触器的触头烧毁、炭刷冒火、电机及电阻烧毁现象时有发生，且线路复杂。由于异步电机有着无可伦比的优点：结构简单坚固、价格便宜、易于维护，因此采用变频器拖动三相异步电机的控制方式取代传统调速方式，可以从根本上解决塔机故障率高的问题，而且技术先进、节能显著，是塔式起重机理想的传动控制装置。（附图一）

1.3 回转机构

回转机构是大惯量负载，其工作方式不允许过快启动和停车，更不允许在运行中进行制动，否则不仅运转不稳定，严重的还会造成塔机折臂，对人身和设备都会造成伤害。传统的控制方式是采用绕线电机、力矩电机或多速电机进行调速，并在机械结构中加装液力耦合器这一软连接方式来改善塔机的稳定性。这种控制方式在起停过程中由于无法进行平滑的调速会造成旋转臂的抖动。目前较好的解决办法是采用变频调速方式进行无级调速，使其在起停过程中更为平滑，从而避免塔臂抖动现象。并且采用变频器控制以后使系统控制更为简单，控制系统具有多重保护，使系统更加安全可靠。（附图二）

1.4 变幅机构

变幅机构传统的控制方式是采用多速电机进行调速，该调速方式在起重过程中起停容易造成重物在空中晃动，理想的取代方式为改用普通鼠笼电机变频驱动实现对变幅机构的无级调速使其运行更加平稳。（附图三）
1.5 PLC系统

在塔吊控制系统中，有大量的逻辑命令需要处理，这部分工作由PLC来完成，只有对众多的逻辑信号进行正确的处理，才能控制变频器拖动电机完成整个塔吊的智能控制。方案中PLC程序加装了防误操作，防超重，超重换速，超重禁止前行等功能，真正实现塔机的智能控制。（附图四）

1.6 （附图一）起升机构开环控制电气原理图

1.7 （附图二）回转机构电气原理图

1.8 （附图三）变幅机构电气原理图

1.9 （附图四） PLC系统原理图

2. 系统特点

2.1 起升机构：采用施耐德ATV71系列变频器开环矢量控制，在开环情况下零转速能提供150%的扭矩，制动采用直流制动、再生制动和机械制动相结合的方法，保证重物在升降过程中不会出现溜钩现象的发生。

2.2 回转机构：采用施耐德ATV71系列变频器一拖二开环矢量驱动方式，通过变频调速系统的再生制动和直流制动把运动中的回转机构平稳的停下，避免塔臂的抖动，机械结构中的液力耦合器可以用变频器取代，节约了成本。

2.3 变幅机构：采用施耐德ATV71系列变频器开环矢量控制，利用频率到达信号平稳控制小车的移动保证重物不在空中摆动。

2.4 PLC系统：采用施耐德小型twidoPLC，提供误操作、机械、电气系统的保护，实现塔机的智能控制。