安川变频器在起重机控制系统中的应用.doc

安川变频器在门座起重机电气控制系统中的调速应用
摘要
门座起重机械作为企业厂矿、海口码头装卸货物的机械产品，在企业提高生产效率发挥着重要作用，门座起重机械电气系统控制调速以前多采用定子调压、转子切换电阻调速等类型的调速方式，这些调速方式相对投入经费不大，但线路繁琐，电机机械特性较软而且故障率高，调速效果差，能耗高，效率低。随着电子技术日益发展，起重机械调速控制无论在安全可靠性、控制精准性等方面大大提高。本文工控网小编通过详细阐述安川H1000系列的重载高性能变频器在门座起重机电气系统调速的应用，希望给同行工作中有所启发。
系统概述

变频器和制动单元

本机的电气系统主要包括：主起升机构、副起升机构、旋转机构、变幅机构和大车运行机构，以及电源系统、超载超速、超行程保护、控制系统、照明、讯响和电缆卷筒等组成。
主起升机构、副起升机构、旋转机构、变幅机构和大车运行机构采用全变频控制调速，由于机构动作工艺要求，考虑主起升机构、副起升机构和大车行走机构采用一套变频器控制；旋转机构、变幅机构采用一台变频器控制，变频器输出各机构电源采用接触器隔离供给。各机构电器设备配置如下：
起升机构+大车行走机构：变频器是，CIMR-HB4A0260，制动单元是，CDBR-4220B，配置一套。通讯采用Profibus-dp卡和PLC通讯模块链接。
起升机构是实行闭环矢量控制，起升电机轴和变幅电机轴都装有经弹性连轴节连接的光电编码器，构成矢量闭环调速。
旋转+变幅机构：变频器是，CIMR-HB4A0180，制动单元是，CDBR-4045B，配置2套。通讯采用Profibus-dp卡和PLC通讯模块链接。
安川H1000系列变频器属于重负载高性能变频器，其具有出色的过载能力，变频器选型是按照超重负荷特性选取，其承受150%的负荷持续时间为3分钟，在闭环式时只有0.3赫兹频率输出的情况下都有2倍力矩输出，闭环矢量控制精度可达1：1500.
变频器选取计算
变频器选取必须满足变频器容量选择公式：
PCN≥K1*K*PM/η*cosΦ
其中：K1—容量过载系数，一般选取1.1-1.2倍；K—电流波形修正系数，PWM方式选取1.05-1.1；η—电动机效率，通常选取约0.85；cosΦ—电动机功率因数，一般选取0.75.；PM—负载所需求的电动机轴的输出功率（KW）。

电气原理

起升机构+大车行走机构

旋转+变幅机构

PLC控制系统框图

PLC控制系统采用欧姆龙CS1G系列，PLC、触摸屏电源由开关电源24V直流电源供给。PLC有CS1G-CPU42(CPU模块)、电源模块C200H-PD024、通讯模块CS1W-PRM21、输入模块CS1W-AI211、输出模块CS1W-OC211组成。

变频器参数设置（以主起升为例，其他作为参考）

参数名称设定值说明A1-02选择控制模式3带PG矢量控制A1-03初始化0按出厂时的两线制程序控制b1-01选择频率指令3选购卡b1-02选择运行指令3选购卡b1-03选择停止方法0C1-01加速时间12C1-02减速时间11．8d1-17点动频率10E1-01设定输入电压400E2-01电机额定电流151A电机铭牌电流参数L3-04选择减速中的失速防止功能0
空载时进行旋转型自学习（参照说明书）
参数名称设定值说明T1-01选择自学习模式1停止型T1-02电机功率75kw电机铭牌数据T1-03电机电压380V电机铭牌数据T1-04电机额定电流151A电机铭牌数据T1-05电机基频50HZT1-06电机极数8电机铭牌数据T1-07电机转速720r/min电机铭牌数据T1-08自学习时的脉冲数600
频率指令：

参数名称设定值说明b1-01选择频率指令3H1-01选择端子S3功能14故障复位d1-01频率指令110HZ第一档d1-02频率指令22HZ第二档d1-03频率指令330HZ第三档d1-04频率指令450HZ第四档
运行指令：
参数名称设定值说明b1-02选择运行指令3
停止方法
参数名称设定值说明b1-03停止方法0减速停止C1-01加速时间2SC1-02减速时间1．8SL3-04防止加速中的失速功能0无效L8-01安装型制动电阻器的保护0无效
速度限制
参数名称设定值说明d2-01频率上限100%E1-04最高输出频率50HZ
PG速度卡
参数名称设定值说明F1-01PG参数600PG每圈脉冲数F1-02PGO动作0F1-05设定PG旋转方向0
多功能输出接点H2：
参数名称设定值说明H2-01选择端子M1-M2的功能21抱闸松开指令
保护功能:

参数名称设定值说明L1-01选择电机保护功能2变频专用电机L3-04选择减速中防止失速的功能3有效L8-05选择输入缺相保护1有效L8-07选择输