PLC控制的变频调速在火力发电厂翻车机重车调车机调速系统技术改造中的应用.doc

所以，变频调速控制主要解决：启动时，速度在缓慢提升的同时，保证设备大启动转矩和停机时速度缓慢降低并准确定位停车。根据现场设备运行实际，并结合三相交流变频器 ...PLC控制的变频调速在火电厂翻车机、重车调车机调速系统中的应用 此论文发表于国家煤矿安全监察局煤炭科学研究总院北京化工研究分院主办的《煤质技术》杂志2005年第5期（总第131期）（国际标准刊号：ISSN1007—7677 国内统一刊号：CN11—3862/TD） 摘要：文章结合三门峡华阳发电有限责任公司翻车机重车调车机调速系统的改造，介绍了可编程控制器（PLC）控制的变频调速技术在火力发电厂翻车机、重车调车机调速系统中的应用；介绍了重车调车机变频调速的硬件构成和系统控制软件的应用。 关键词：PLC 变频调速；翻车机重车调车机 梯形图； 简 述 1．1翻车机重车调车机（以下简称重调机）的工作过程 重调机是火电厂卸煤设备翻车机系统的重要组成。当系统发出允许翻车信号后，重调机启动接车，到停车落臂处停车落臂，落臂到位后继续前行，直到与整列车钩合后自动停车；延时后，牵整列车返回指定位置停车；待摘钩信号发出后牵单节车继续返回，至翻车机平台准确定位处停车；提销开钩继续返回并抬臂，至其零位停止返回。一次接牵车工作完成，等待下一过程。 2重调机原有调速控制系统 重调机原拖动系统，采用交流绕线式异步电动机转子串联频敏电阻启动、定子调压、继电器、接触器控制系统。经过多年运行，这种控制及调速系统缺陷逐渐暴露出来，严重影响安全生产。 重调机工作环境恶劣。在目前只有一套翻车机系统的情况下运行时间长，重调机行走时震动大，易造成电电机和频敏电阻器接线松动，设备故障率高，增加了日常维护工作量； 定子调压调速系统的电子控制元件，随运行时间的增长，老化严重，造成调速与控制系统故障频发，很难满足安全生产要求； 转子串频敏电阻，使电机特性不能充分发挥，电阻长期发热，严重浪费电能。 接、牵重车时重调机受到的机冲击力大，易造成设备损坏，重车定位准确性低。 2．变频调速方式的选择 重调机运行中启停频繁，每次接车挂钩时重调机受到的碰撞冲击力和牵整列车启动时重调机受到的牵引阻力冲击相对较大。所以，变频调速控制主要解决：启动时，速度在缓慢提升的同时，保证设备大启动转矩和停机时速度缓慢降低并准确定位停车。根据现场设备运行实际，并结合三相交流变频器特性，对两种方式进行比较： 1一对一的控制方式： 就是一台变频器控制一台电机。4台变频器通过同步通讯模块，同步控制43台电动机同步运行（图1）。一台变频器控制一台电机方式，利用变频器的矢量控制，可以将鼠笼式电动机的启动转矩提高1.5倍以上，保证了重调机的启动转矩；铁路来进煤车数量不等，每次翻卸时，重调机牵车数量是一个递减数列。采用一对一方式，既可4台电动机同时运行，也可以3台同时运行，还可3台同时运行。 图1 2一对四的控制方式 用一台变频器同时控制4台电机同步运行（图2）。这种控制方式不宜采用矢量控制，加上绕线式电机去掉频敏变阻器后变成鼠笼式电机工作模式，转矩将降低重调机的启动。 图2 系统硬件构成 PLC控制的重调机变频调速系统框图如下图3所示。 图3 （1）、主令控制器、现场传感器，主要把PLC所需的重调机位置信号传给PLC。主令控制器的优点是定位精度高，信号准确； （2）可编程控制器（PLC），它主要完成系统的逻辑控制部分，是系统的核心。当接到现场主令控制器和传感元件传输过来的信号时，处理后，向变频器发出启、停、调速等控制信号，使重调机工作； （3）变频器，为重调机的4台电动机提供频率可变化的电源，使重调机按要求速度运行。根据现场工况，采用矢量控制变频器来控制电动机转速和转矩。因为，矢量控制是磁场的定向闭环控制，特别适于高动态性频率控制、转速控制和转矩控制，其动态控制性能可与直流传动相媲美，维持参考转矩并能进行有效限制，即准确维持和限定预先给定的转矩； （4）制动电阻，重调机在运行，特别是在制动状态时，其拖动系统能量要反馈到变频器电路中，使电压上升，甚至达到危险地步。为此， 须将再生到回路中的能量消耗掉，使电压保持在允许范围之内。 系统软件设计 为实现对电机的变频调速，首先根据工况对变频器进行数据预置，再对PLC编程。PLC与变频器之间通过RS232串行口进行数据通讯。 4．1变频器的数据预置 采用1HP-150HP通用型交流变频器，使用前，需通过其编程键盘对预置频率、加速斜率、减速斜率，最大和最小频率等数据编程预置。预置给定（A、B）的逻辑值决定变频器的预定频率，即控制变频器的输出频率，A、B端子逻辑值与输出频率对应关系见下表： A（24号端子）