解决方案 News
News 新闻详情
新科瑞SC890变频器在集装箱装卸机上的应用
日期: 2019-03-28
浏览次数: 27

  摘要:变频器是工业控制领域较为通用的自动化控制装置,性能稳定,可靠。变频器应用于集装箱装卸系统,可以大大提高其运行性能和可靠性,是目前集装箱装卸系统较为理想的设计模式。

  关键词:频率+力矩组合的抱闸逻辑、矢量变频器(SVC、VC)、集装箱装卸机

  1、引言

  集装箱装卸机是集装箱专用装卸设备之一,可用于20ˊ、40ˊ国际标准集装箱的装卸、转运及堆放等作业。其作业高度可以达到“堆六过七”。传统的集装箱装卸机为了提高起动转矩,采用绕线式异步电动机拖动,通过鼓形凸轮控制器的操作改变其转子所串电阻调速。随着电力电子技术发展和矢量控制技术的出现,现在人们普遍采用变频器作为调速电源,用多极变频异步电机取代原来的绕线式异步电动机,用PLC作为控制装置进行无触点控制。从而改善了调速性能,增加了系统的可靠性。本文以新科瑞电气SC890在蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司的成功应用为例,阐述集装箱装卸机的变频调速过程。

  2、系统简介

  2.1集装箱装卸机的运行机构的构成。

  主要由三部分组成:大车拖动系统、小车拖动系统、吊钩拖动系统。

  (1)大车拖动系统拖动整台起重机顺着车间方向左右移动(以司机的坐向为参考)

  (2)小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运动。

  (3)吊钩拖动系统拖动重物作吊起或放下的上下运动,下面这种介绍吊钩拖动系统。

  2.2负荷特点

  集装箱装卸机运行机构均属于恒转矩性质负载,且其吊钩拖动系统为位能性负载,当吊钩吊起重物下降或者快速减速运行时,电动机处于再生发电制动状态。需要将电能通过反馈装置反送给电网或者消耗在制动电阻上,以防止母线电压过冲,变频器过压。

  3、控制要求

  3.1吊钩拖动系统要求起动转矩大,起动运行平稳。能够实现正反运行且要有超载、限位、限流等多种保护。

  3.2吊钩拖动系统在启、停过程中容易出现“溜钩”问题。

  由于制动器从抱紧到松开,以及从松开到抱紧的动作过程需要时间(约0.6s),从而电动机转矩的产生或消失,是在通电或断电瞬间就立刻反应的。因此,制动器和电动机在动作的配合上极易出现问题。如电动机已经通电,而制动器尚未松开,将导致电动机严重过载;反之,如电动机已经断电,而制动器尚未抱紧,则重物必将下滑,即出现所谓的“溜钩”现象。因此要有相应的防止措施。

  3.3吊钩拖动系统中要有机械抱闸装置(机械制动器)。当重物吊在空中出现突然停电的情况,如果不加装机械抱闸装置,重物就会有下滑的危险。因此,吊钩电动机轴上必须加装制动器。常用的有电磁铁制动器和液压电磁制动器等。

  4、系统构成与控制原理

  4.1系统构成

  4.1.1变频器的选择。

  集装箱装卸机的大、小车(平移机构)拖动系统对系统的性能要求不高,为了节省成本,选用V/F控制方式的通用变频器SC500即可满足要求。(本文从简);装卸机吊钩(提升机构)拖动系统要求有较高的起动转矩和调速性能,必须采用矢量控制型变频器。本文采用SC890系列矢量变频器。SC890系列变频器具有以下特点:

  4.1.1.1 起动转矩:无PG矢量控制0.5Hz/150%(SVC);有PG矢量控制0Hz/200%(VC)(零速全转矩功能,又称零伺服功能,即零速是电动机仍然能输出200%的额定转矩,使重物停在空中)。

  4.1.1.2过载能力:150%额定电流60s;180%额定电流10s

  4.1.1.3调速比:无PG矢量控制: 1:100;有PG矢量控制: 1:1000

  4.1.1.4速度控制精度:无PG矢量控制:±0.5%最高速度;有PG矢量控制:±0.1%最高速度。

  4.1.1.5频率+力矩组合的抱闸控制逻辑,确保系统更加安全可靠。

  吊钩提升电机的功率为:75kw。为了保证足够的起动和运行力矩,故将变频器的容量放大一个规格。选用新科瑞SC890-090G/110P-4T型变频器。为了节省成本,精简控制系统,此系统采用无PG矢量的控制方式

  4.1.2 PLC、HMI的选择

  日本三菱的FX2N-40MR;台湾“威纶”触摸屏 MT506LV

  4.1.3制动单元的选择

  变频器的制动单元应加大一个档次,以便允许有较大的制动电流,缩短制动过程;制动电阻的额定功率应加大一倍。故选用新科瑞电气150A的制动单元:SDU-150-4、制动电阻选择:6?/20KW(1个)。

  4.2系统控制原理

  4.2系统控制原理说明

  4.2.1主令开关、超载、限位开关及变频器的继电器输出信号1(故障输出),作为三菱FX2N plc的输入信号。

  4.2.2 PLC的输出信号控制变频器的多功能输入端子(控制变频器的正反转、多段速、故障复位、紧急停止等。)和主电源电路的通断。

  4.2.3 触摸屏和PLC通过RS422串行接口相连,PLC中的接口程序在PLC中为触摸屏设立数据读取区及相关状态标志,用于监视主钩的高度、载荷、运行状态、故障信息等。

  SC890在集装箱装卸机上的应用


  (1-1)

  系统控制原理图

  5、变频器接线、调试要点及参数设置

  5.1变频器接线说明

  5.1.1变频器多功能输入端子X1-X7、HDI用于控制变频器的启动、停止、正转、反转、多段速、故障复位、紧急停止。

  5.1.2继电器1输出作为“故障输出”;继电器2作为“抱闸/松闸”(频率+力矩组合的方式)输出。

  5.1.3变频器直流母线上并联SDU-150-4制动单元和制动电阻,用以消耗吊钩下行过程中产生的能量,实现变频器的四象限运行。

  

SC890在集装箱装卸机上的应用


  (1-2)

  变频器接线图

  5.2调试要点

  5.2.1静态自学习。采用无PG矢量控制,变频器控制性能的优劣基于电机模型的精确程度,因此在首次运行电机前,需要对电机参数进行自学习:

  将功能参数F0.01设置为0(操作面板命令通道),其他参数请按出厂参数。然后请按电机铭牌参数输入下面的参数:

  F2.00= 0 G型变频器 F2.01= 75 电机额定功率

  F2.02= 50 电机额定频率 F2.03= 585 电机额定转速

  F2.04= 380 电机额定电压 F2.05= 163 电机额定电流

  3、再将功能参数F0.16设置为1(由于无法完全脱离负载,故采用静态自学习),然后按键盘面板上RUN键,变频器会自动算出电机的下列参数:

  F2.06:电机定子电阻 F2.07:电机转子电阻 F2.08:电机定转子电感

  F2.09:电机定转子互感 F2.10:电机空载电流

  当变频器P0.16设置为“2”确定后,键盘面板显示“TURE”表示进入自学习状态了,然后按键盘面板上RUN键,键盘面板上“RUN”指示灯亮,电机会转动,表示在自学习中,当键盘面板上“RUN”指示灯灭了,键盘面板显示“50.00”时,表示自学习已完成。

  5.2.2抱闸与松闸的控制。无PG矢量控制方式在“0” Hz运行时无法达到额定输出转矩,故需要借助一个FDT电平(继电器2输出)功能,来提升控制功能。即:设置一个合适的FDT电平检测值,让变频器运行到一定频率后才打开机械抱闸装置。FDT电平检测值设置过高,容易跳“过载”或“过流”故障;FDT电平设置过低又不能提起重物,此处最终设定的FDT电平检测值为2Hz。若采用有PG矢量控制方式则可以在“0” Hz运行时输出一个控制信号去打开机械抱闸装置。

  5.2.3溜钩问题处理。为了减少系统的“溜钩”时间,尽量把减速时间设置得短些,此处设为0.1s。此外,PLC和变频器时序逻辑的配合也相当重要。

  

SC890在集装箱装卸机上的应用


  

  5.3参数设置

  F0.00 0 无PG矢量控制

  F0.01 1 端子指令通道

  F0.11 1 加速时间0

  F0.12 0.1 减速时间 0

  F0.14 3 载波频率设定

  F2.01 75 电机额定功率

  F2.02 50 电机额定频率

  F2.03 585 电机额定转速

  F2.04 380 电机额定电压

  F2.05 163 电机额定电流

  F2.06 0.58 电机定子电阻

  F2.07 0.58 电机转子电阻

  F2.08 17.4 电机定、转子电感

  F2.09 18.5 电机定、转子互感

  F2.10 38.22 电机空载电流

  F3.10 170 转矩上限设定

  F5.01 1 正转运行

  F5.02 2 反转运行

  F5.03 13 多段速端子1

  F5.04 14 多段速端子2

  F5.05 15 多段速端子3

  F5.06 7 故障复位

  F5.07 6 紧急停止

  F5.08 16 多段速端子4

  F6.04 4 故障输出

  F6.05 5 频率+力矩抱闸松闸输出

  Fb.13 6 故障自动复位次数

  Fb.14 0.1 故障自动复位间隔时间

  F8.16 2 抱闸松闸频率

  FA.02 40% 多段速2

  FA.06 60% 多段速6

  FA.07 80% 多段速7

  FA.15 100% 多段速15

  6、系统保护

  该系统中,变频器本身具有短路、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能,对吊钩拖动机构来说,变频器驱动一台电动机,所以变频器的输出可以直接连接电动机而不必接热继电器作过载保护。线路主回路中接有总接触器和分接触器,它们除了通断线路的作用外,还兼有短路、过载、欠压等多种保护。司机可以通过联动台中的启停按钮控制总接触器进而控制总电源的通断,在无法用接触器通断电路的情况下,可以通过急停开关接通总断路器分励脱扣线圈来断开电源电路。另外在总电源控制回路中还串有门限位开关和钥匙开关作为安全保护措施。

  7、结束语

  有了功能完善、性能稳定可靠的变频器和PLC的有力支持,集装箱装卸机在可靠性、调速性能、节能和运行效率等方面与传统的集装箱装卸机相比有了很大的提高,变频器和PLC构成的集装箱装卸机系统成为目前集装箱装卸机的典型设计模式,应用越来越广泛。


News / 推荐新闻 More
2019 - 01 - 17
欢欣鼓舞庆胜利,豪情壮志谱新篇。2019年1月11日下午,新科瑞电气2019年迎春年会盛典在中国·东莞“帝京国际酒店”隆重拉开帷幕。围绕“2019乘风破浪、筑梦远航”的年会主题,集团董事长及旗下各公司高管、重要合作企业代表、行业专家等以及集团各业务领域业务骨干和优秀员工及家属共计400余人齐聚一堂共享饕餮盛宴。     年会伊始,公司董事长汪卫强先生发表新年致辞,回顾过去一年取得的辉煌成绩,谋划新一年的发展布局。展望未来美好的前景,并对员工表达了深切的祝愿。  接下来是嘉宾致辞:盛弘电气董事、副总裁肖总发表讲话,对行业进行了分析,给在座的每一位分享了他对明年行业发展趋势的看法;继而上海电气许经理发表讲话,希望能进一步加深互信合作,实现优势互补、共赢发展。  年会正式开始首先对公司岗位上作出突出贡献的多名优秀员工颁发了荣誉证书,对年度合作优秀供应商颁发奖杯合影。随之一场由员工自编自...
2018 - 10 - 17
纺织机械是纺织工业的生产手段和物质基础,其技术水平、质量和制造成本直接关系到纺织工业的发展,大致上,纺织机械涵盖的范围有:纺纱机械、织造机械、针织机械、染整机械、化纤及非织造布机械等。随着当前全球纺织品贸易正面临着环境保护、劳动力成本、贸易壁垒等严峻挑战,使得上游纺织机械行业对其他一些工业领域的依存度提升,期望借助更多先进技术来促进产品品质和生产效率,其中也包括工控自动化行业。  根据中国纺织机械协会今年8月份公布的统计数据显示,2018年上半年,全国纺织机械行业实现主营业务收入556.26亿元,同比增长16.02%,比上年同期提升3.28个百分点;实现利润总额为31.81亿元,同比增长19.56%;资产总额为1031.14亿元,同比增长9.62%,比上年同期提升了3.96个百分点,整体行业运行趋势平稳。但与此同时,由于近年来劳动力成本不断提高,企业招工困难,令到国内纺织行业面临着巨大的转...
2019 - 02 - 12
在现实的工业生产中,会遇到变频器频率无法上调的情况。如果硬件上没有什么损坏,一般是变频器输出的最大扭力小于负载提升扭力造成的,讲白了就是变频器带负载能力不行。我们从以下6点进行分析  加速时间过短  理论上,加速时间越长,带负载提升的能力会越强,设定加速时间过短了,有些变频器会显示过流或者过载过热报警等,但是有些并不会显示出来,只是卡在某个频率段上不去。    V/F比值过大  这个有些变频器也叫转矩提升,这个参数设定过大了,有时候反而会无法正常启动,适当减少会解决问题。  备注:转矩提升又叫转矩补偿,是为补偿电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围内U/F增大的方法。转矩提升功能是在变频器低频的情况下经常用到的一个参数,因为传统的V/F控制方式变频器的输出力矩和频率是成正比的,一般在低频的情况下似乎都不怎么够力,转矩提升功能实际上就是在低频的情况下提高变频器内部电压是电流...
Copyright ?2016 凤凰娱乐彩票开户
粤ICP备16037590号
犀牛云提供企业云服务
 
电话:+86 0755-2955 6666
传真:+86 0755-2788 8009
邮编:330520

粤公网安备 44031102000050号

新浪微博 新浪微博 手机官网 手机官网
服务热线 0755-29420485
X
1

QQ设置

  • 客服 客服
3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

  • 0755-29421602
6

二维码管理

返回顶部
展开