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基于PLC控制的小型货物升降机调速系统-自动化毕

2013-08-15 01:19

 

[摘要]  介绍了以PLC和变频器为核心的升降机调速系统，给出了硬件构成和软件设计，并对主要电路进行了分析。
 [关键词]  变频器； PLC ； 升降机   
 
1  引言
 传统的升降机普遍采用交流绕线式异步电动机转子串电阻调速方式，电阻的投切用继电器—接触器控制，这种控制方式的缺陷明显，不但制动和调速换档时机械冲击大，调速性能差，外接电阻能耗大，而且接线复杂，经常出现故障，安全性差。
 采用结构简单、价格低廉的鼠笼式电动机，并利用PLC及变频器对升降机的控制系统进行改造，可实现升降机电动机的软起动和软制动，即起动时缓慢升速，制动时缓慢停车，还可实现多档速度的程序控制，让中间的升降过程加快，货物上下传输快速、平稳、安全。
2  小型货物升降机的基本结构
 升降机的升降过程是利用电动机正反转卷绕钢丝绳带动吊笼上下运动来实现。小型货物升降机一般由电动机、滑轮、钢丝绳、吊笼以及各种主令电器等组成，其基本结构如图1所示。SQ1~ SQ4 可以是行程开关，也可以是接近开关，用于位置检测，起限位作用。

 图1  升降机结构图
 1. 吊笼   2. 滑轮   3. 卷筒   4.电动机
 5.SQ1~ SQ4  限位开关
3  PLC和变频器控制的调速系统
3.1  多档速度控制
 根据吊笼在升降过程中，要求有一个由慢到快然后再由快到慢的过程，即起动时缓慢升速，达到一定速度后快速运行，当接近终点时，先减速再缓慢停车，为此将图1中的升降过程划分为三个行程区间，各区间段的升降速度如图2所示。按下提升起动按钮SB2（或下降按钮SB3），吊笼以较低的一速速度平稳起动，运行到预定位置时，以二速速度快速运行，等再到达预定位置时，以一速实现平稳停车。

图2  升降机升降速度图

3.2  系统的硬件构成

内容来自www.nseac.com

 升降机自动控制系统主要由三菱FX2N—32MR可编程控制器、三垦SAMCO—i 变频器、三相鼠笼式异步电动机组成。系统的硬件接线如图3所示。
 

图3  系统的硬件接线
 PLC控制一方面代替继电线路，另一方面，对于系统所要求的提升和下降、以及由限位开关获取吊笼运行的位置信息，通过PLC内部程序的处理后，在Y0~Y2 端输出相应的“0”、“1”信号来控制变频器输入端子2DF、FR、RR的状态，使变频器及时按图2所示输出相应的频率，从而控制升降机的运行特性。速度档由2DF选择，每档速度的大小则通过对变频器进行功能预置设定，再通过PLC的程序来控制频率切换。当PLC输出端Y0Y1Y2的状态为“010”时，变频器输出一速频率，升降机以10HZ对应的转速上升，当为“110”状态时，变频器输出二速频率，升降机以30HZ对应的转速上升；相应的，当Y0Y1Y2的状态为“001”、“101”时，升降机分别以10HZ、30HZ对应的转速下降。
 图中QF为断路器，具有隔离、过电流、欠电压等保护作用。急停按钮SB1、上升按钮SB2、下降按钮SB3根据操作方便可安装在底部和顶部，或者两地都安装，操作时，只需按下SB2或SB3，系统就可自动实现程序控制。
3.3  SAMCO—i 变频器主要功能指令设定
 Cd000=1 ； 选择变频器监视器显示频率（HZ）
 Cd001=1 ； 选择外部端子信号作为变频器运转指令
 Cd002=1 ； 选择由操作面板设定变频器1速频率
 Cd007=30 ；变频器上限频率为30HZ
 Cd029=10 ；变频器一速频率为10HZ
 Cd030=30 ；变频器二速频率为30HZ
 Cd049=5 ； 使用制动电阻
 Cd050=1 ； 电机可以正反转

3.4  PLC梯形图
 
 
 当吊笼在底部位置，且SQ1常开触点闭合时，按下SB2 ， 电动机以一速缓慢上升，到达SQ2 、SQ3位置时，依此以快速、慢速上升。下降时与此类似，当遇到紧急情况时，按下SB1 ，升降机会停在任意位置。

4   结束语

（科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布）

 以PLC和变频器控制的调速方式取代原来的转子串电阻调速方式，具有加、减速平稳，运行可靠，大大提高了系统的自动化程度。该系统可广泛应用于建筑施工、仓库、酒楼餐饮业等货物的上下传输系统中。

 参考文献：
[1] 王廷才，王伟. 变频器原理及应用[M]. 机械工业出版社，2005.
[2] 熊永超，陶勇. PLC在小型货物升降机控制系统中的应用[J]. 煤矿机械，2006,4:681~683
[3] 三菱FX2N可编程控制器手册[Z].
[4] SAMCO—i变频器使用手册[Z].