專利名稱：一種干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
提升機是干熄焦工程中關(guān)鍵的紅焦運輸設(shè)備。焦罐臺車將裝有紅焦炭的焦罐(滿載)從焦?fàn)t運輸至干熄焦提升機下，通過提升機的提升、橫移將焦罐轉(zhuǎn)移到干熄焦裝入裝置，然后將焦罐(空載)轉(zhuǎn)移到焦罐臺車上。由于提升機連續(xù)運轉(zhuǎn)頻繁操作的工藝特性，要求其電控設(shè)備應(yīng)具備很高的安全可靠性。在現(xiàn)有干熄焦用提升機采用的電氣傳動系統(tǒng)中，變頻控制通常采用傳統(tǒng)的能耗制動，存在位置、速度控制精度不高，不利于節(jié)能，傳動裝置體積較大，占用過多的電氣室空間等問題；同時，對提升機故障時的應(yīng)急提升系統(tǒng)等保護控制考慮不充分，單個抱閘的控制模式亦不利于快速制動，并且常用的現(xiàn)場總線控制模式，網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬時錯誤和數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達次序的不一致等都會破壞傳動控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，使控制系統(tǒng)的性能受到負面影響，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的機械碰撞甚至焦罐從空中掉下來，產(chǎn)生重大事故。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述中存在的問題與缺陷，本實用新型提供了 一種干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠提高控制精度、利于節(jié)能、節(jié)約電氣布置空間，提高了控制可靠性和控制信號的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的安全、可靠運行。所述技術(shù)方案如下:—種干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，包括:PLC系統(tǒng)(I)、控制單元(2)、整流模塊(3)、馬達控制系統(tǒng)(5)、增量型編碼器(8)及通過編碼器適配模塊(7 )采集編碼器脈沖信號的逆變模塊(4)，所述PLC控制系統(tǒng)(I)分別與所述控制單元(2)和馬達控制系統(tǒng)(5)通訊連接；所述逆變模塊(4)與所述編碼器適配模塊(7)連接；所述增量型編碼器(8)與變頻電機同軸連接。本實用新型提供的技術(shù)方案的有益效果是:克服已有技術(shù)的不足，能夠提高控制精度，采用回饋制動利于節(jié)能，全新的SINAMICS系列模塊化設(shè)計節(jié)約電氣布置空間，采用兩個盤式制動器提高了制動可靠性，采用端子硬線控制提高了信號的抗干擾能力，配備應(yīng)急提升系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的安全、可靠運行。

圖1是干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機提升塔內(nèi)上升流程圖；圖3是干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機預(yù)存室側(cè)下降流程圖；圖4是干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機預(yù)存室側(cè)上升流程圖；[0013]圖5是干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機提升塔內(nèi)下降流程圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述:如圖1所示，展示了本實用新型的干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括PLC系統(tǒng)1、控制單元2、整流模塊3、馬達控制系統(tǒng)5、增量型編碼器8及通過編碼器適配模塊7采集編碼器脈沖信號的逆變模塊4，所述PLC控制系統(tǒng)分別與所述控制單元和馬達控制系統(tǒng)通訊連接；所述逆變模塊與所述編碼器適配模塊連接；所述增量型編碼器8與變頻電機同軸連接。上述逆變模塊通過計算其反饋回來的脈沖數(shù)，計算變頻電機的實際轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)速度的閉環(huán)控制。PLC控制系統(tǒng)通過硬線端子與控制單元通訊，包括低速、中速、高速、提升、下降，現(xiàn)場總線僅作為PLC讀取傳動裝置的狀態(tài)，包括運行電源、輸出頻率。所述干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)還包括功能擴展板6、提升電機9及應(yīng)急提升電機10，所述提升電機與所述逆變模塊連接；所述應(yīng)急提升電機與所述馬達控制系統(tǒng)連接。上述馬達應(yīng)急提升電機在主電機因各種情況不能正常工作時可通過手動離合開關(guān)，利用應(yīng)急提升電機實施低速升降，從而有效避免提升事故的發(fā)生，提高了電氣傳動系統(tǒng)的可靠程度。上述逆變模塊由六個晶閘管組成，滿足可逆行條件，實現(xiàn)了有效地回饋制動。當(dāng)電機處于回饋工況(制動或吊重下降)時，電機回饋產(chǎn)生的能量使直流母線電壓升高，此電壓達到一定值時其能量通過回饋單元返回電網(wǎng)，從而使系統(tǒng)實現(xiàn)四象限運動，使得電器配置更加經(jīng)濟、合理。同時上述控制單元采用集成式⑶320控制單元，述控制單元通過電纜通訊連接控制整流模塊和逆變模塊，采用Drive CLIQ電纜通訊，提高了系統(tǒng)控制的協(xié)調(diào)性。所述變頻電機采用兩個圓盤式制動器，兩個圓盤式制動器分別設(shè)置在出軸側(cè)，并且通過控制單元控制抱閘，以實現(xiàn)在出現(xiàn)意外的情況下的快速制動。上述控制抱閘系統(tǒng)是通過傳動控制器CU320控制抱閘。上述抱閘系統(tǒng)包括工作制動器和安全制動器，提升機每次需要動作時，安全制動器首先開閘，開閘到位后，提升變頻電機出力達到一定的扭矩后，工作制動器開閘，提升變頻電機開始運行，需要停機時，工作制動器配合提升變頻電機先合閘制動，延時4s后安全制動器合閘制動，發(fā)生故障或事故時，按照上位機的制動程序，安全緊急制動。為了實現(xiàn)準(zhǔn)確定位和安全運行，提升控制預(yù)設(shè)三檔速度，根據(jù)限位開關(guān)的信號以及編碼器檢測的距離值來進行速度調(diào)節(jié)。同時，系統(tǒng)急停有二個來源，即采用硬線連接的方式直接接收來自于現(xiàn)場限位保護的急停信號，同時也接收來自PLC軟件發(fā)出的急停信號，以上措施提高了抗干擾能力，保證系統(tǒng)的安全、可靠運行。本實施例還提供了干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機提升塔內(nèi)上升流程，提升機的運行主要就是把焦罐從電機車上提升到提升井的頂部，然后走行到熄焦塔的頂部，再下降到裝入裝置上把紅焦倒入到干熄爐內(nèi)，再按順序回到提升井并把空焦罐放置到電機車上。[0023]當(dāng)變頻器故障等異常情況時，系統(tǒng)報警并切換至單動狀態(tài)，人工選擇操作方式，使用緊急提升系統(tǒng)操作，完成一個運行周期。另外，干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)還設(shè)計了上極限位保護連鎖、超上極限位解鎖功能，提升機上極限位是提升機設(shè)備運行中的關(guān)鍵位置，該干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)采集此限位信號后通過硬線送入提升機控制逆變模塊，實現(xiàn)連鎖保護；同時，為了排除信號干擾，也為了上極限位檢測信號更加安全可靠，采用雙上限位的形式。另外，干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)還設(shè)計了超上限位解鎖功能，當(dāng)裝置超上限位后，提升機控制逆變模塊的脈沖封鎖并緊急制動急停，當(dāng)故障排除后，通過啟動超上限位解鎖功能，臨時手動操作完成此運行周期，有利于提升機系統(tǒng)的可靠、高效運行。如圖2所示為干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機提升塔內(nèi)上升流程，電機車定位完畢，APS已經(jīng)鎖住后，PLC給變頻器發(fā)出上升允許指令，變頻器接到指令后，根據(jù)抱閘閾值松開抱閘，加速至中速上升，PLC根據(jù)編碼器和限位開關(guān)檢測的運行位置，實時調(diào)整變頻器的運行速度，待提升機吊鉤鎖緊后，分別加速至中速上升、減速至低速上升，焦罐蓋關(guān)閉后，分別加速至中速上升、加速至高速上升、減速至中速上升、減速至低速上升，提升機至可走行位置后，PLC發(fā)出停止指令，提升機上升停止。抱閘根據(jù)設(shè)定的閾值關(guān)閉。如圖3所示為干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機預(yù)存室側(cè)下降流程，當(dāng)PLC收到焦罐車行走至對中限位、裝入裝置準(zhǔn)備好信號后，給提升機發(fā)送下降允許指令，提升機根據(jù)抱閘閾值松開抱閘，開始下降，加速至中速下降、減速至低速下降，當(dāng)裝入裝置著床限位、焦罐打開限位后，PLC給提升機發(fā)下降停止指令，抱閘根據(jù)設(shè)定的閾值關(guān)閉。開始下料計時。如圖4所示為干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機預(yù)存室側(cè)上升流程，下料計時結(jié)束(約25 30秒)且裝入裝置準(zhǔn)備好，PLC給提升機發(fā)上升允許指令，提升機根據(jù)抱閘閾值松開抱閘，開始低速上升，當(dāng)焦罐關(guān)閉、裝入裝置離床及裝入裝置關(guān)閉后，PLC根據(jù)位置反饋信號分別給提升機發(fā)送中速上升、低速上升指令，當(dāng)PLC收到可行走到位限位信號后，給提升機發(fā)停止指令，提升機上升停止，抱閘根據(jù)設(shè)定的閾值關(guān)閉。如圖5所示為干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)提升機提升塔內(nèi)下降流程，提升機走行移動到位后，PLC給提升機發(fā)送下降允許指令，提升機根據(jù)抱閘閾值松開抱閘，PLC根據(jù)編碼器及限位開關(guān)位置檢測，分別給提升機發(fā)中速下降、高速下降、減速下降指令，當(dāng)下降至提升塔內(nèi)中間位，APS鎖住，然后提升機減速運行，當(dāng)焦罐著床后，提升機加速、減速運行，當(dāng)焦罐開蓋后，提升機吊鉤打開后，PLC給提升機發(fā)下降停止指令，抱閘根據(jù)設(shè)定的閾值關(guān)閉，提升機下降停止。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括:PLC系統(tǒng)(I)、控制單元(2)、整流模塊(3)、馬達控制系統(tǒng)(5)、增量型編碼器(8)及通過編碼器適配模塊(7)采集編碼器脈沖信號的逆變模塊(4)，所述PLC控制系統(tǒng)(I)分別與所述控制單元(2 )和馬達控制系統(tǒng)(5)通訊連接；所述逆變模塊(4)與所述編碼器適配模塊(7)連接；所述增量型編碼器(8)與變頻電機同軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)還包括功能擴展板(6)、提升電機(9)及應(yīng)急提升電機(10)，所述提升電機(9)與所述逆變模塊(4)連接；所述應(yīng)急提升電機(10)與所述馬達控制系統(tǒng)(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(2)通過電纜通訊連接控制整流模塊和逆變模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變模塊由六個晶閘管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻電機采用兩個圓盤式制動器，兩個圓盤式制動器分別設(shè)置在出軸側(cè)，并且通過控制單元控制抱閘。
專利摘要本實用新型公開了一種干熄焦提升機電氣傳動控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)、控制單元、整流模塊、馬達控制系統(tǒng)、增量型編碼器及通過編碼器適配模塊采集編碼器脈沖信號的逆變模塊，所述PLC控制系統(tǒng)分別與所述控制單元和馬達控制系統(tǒng)通訊連接；所述逆變模塊與所述編碼器適配模塊連接；所述增量型編碼器與變頻電機同軸連接。本實用新型能夠提高控制精度、利于節(jié)能、節(jié)約電氣布置空間，提高了控制可靠性和控制信號的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的安全、可靠運行。
文檔編號C10B39/02GK203033946SQ20132002421
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者郝喜國, 關(guān)山月, 黃功軍, 王會卿, 亢曉嶸 申請人:北京佰能電氣技術(shù)有限公司