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        鋁電解多功能天車(chē)雙速起重電動(dòng)機(jī)控制方式的研究與改進(jìn)

        2011-04-14 01:48:00柴小馬劉新強(qiáng)劉曉濤
        科技傳播 2011年13期
        關(guān)鍵詞:雙速電動(dòng)葫蘆電流值

        柴小馬,劉新強(qiáng),劉曉濤

        中孚實(shí)業(yè)股份有限公司鋁業(yè)一分公司,河南 鞏義 451200

        0 引言

        中孚實(shí)業(yè)股份有限公司鋁業(yè)一分公司多功能天車(chē)出鋁鉤和附鉤所使用升降設(shè)備為進(jìn)口DEMAG電動(dòng)葫蘆,該電動(dòng)葫蘆采用雙速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)鉤升降速度的快慢切換與快速制動(dòng),具有結(jié)構(gòu)先進(jìn),性能優(yōu)異,控制獨(dú)立等優(yōu)點(diǎn)。但由于其控制系統(tǒng)的復(fù)雜性也使其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了許多問(wèn)題,比如,控制方式精度低,控制元件壽命等。這樣不僅對(duì)其性能受到了很大的影響,也增加了設(shè)備的維護(hù)成本,對(duì)其控制方式的改進(jìn)將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

        1 改造前雙速電動(dòng)機(jī)控制方式和分析

        1.1 DEMAG電葫蘆雙速電動(dòng)機(jī)需要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作和控制順序

        正向慢速轉(zhuǎn)動(dòng);正向快速轉(zhuǎn)動(dòng);反向慢速轉(zhuǎn)動(dòng);反向快速轉(zhuǎn)動(dòng);快速制動(dòng)。

        1)正向啟動(dòng)→繩盤(pán)制動(dòng)器打開(kāi)→延時(shí)2秒→電機(jī)正向慢速轉(zhuǎn)動(dòng)→加速→正向快速轉(zhuǎn)動(dòng)→停止→正向慢速轉(zhuǎn)動(dòng)→電機(jī)停止運(yùn)行→電機(jī)錐形制動(dòng)器制動(dòng)→停止→延時(shí)2秒→繩盤(pán)制動(dòng)器閉合;

        2)反向啟動(dòng)→繩盤(pán)制動(dòng)器打開(kāi)→延時(shí)2秒→電機(jī)反向慢速轉(zhuǎn)動(dòng)→加速→反向快速轉(zhuǎn)動(dòng)→停止→反向慢速轉(zhuǎn)動(dòng)→電機(jī)停止運(yùn)行→電機(jī)錐形制動(dòng)器制動(dòng)→停止→延時(shí)2秒→繩盤(pán)制動(dòng)器閉合;

        3)4個(gè)動(dòng)作有3個(gè)輸入控制,中間有一邏輯分析器轉(zhuǎn)換;

        4)升盤(pán)制動(dòng)器屬于棘輪構(gòu)造,出現(xiàn)溜鉤時(shí),繩盤(pán)制動(dòng)器會(huì)卡死制動(dòng)。當(dāng)繩盤(pán)制動(dòng)器卡死后,繩盤(pán)制動(dòng)器卡死限位動(dòng)作,電機(jī)只能上升不能進(jìn)行下降動(dòng)作,需要先進(jìn)行上升后,方能在進(jìn)行下降動(dòng)作。

        1.2 雙速電動(dòng)機(jī)控制方式

        DEMAG電動(dòng)葫蘆的雙速電動(dòng)機(jī)采用獨(dú)立時(shí)序控制。延時(shí)部分主要用于控制繩盤(pán)制動(dòng)器的提前打開(kāi)和延后閉合,由空氣阻尼式延時(shí)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        1.3 電動(dòng)機(jī)各動(dòng)作時(shí)刻的電流分析

        由于起重過(guò)程中需要經(jīng)常改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速,因此各控制元件動(dòng)作頻繁,加速和制動(dòng)過(guò)程的電流值遠(yuǎn)高于電動(dòng)機(jī)的額定電流,在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中所測(cè)得的各時(shí)刻平均電流值如表1所示:

        表1 雙速電動(dòng)機(jī)實(shí)測(cè)平均電流值

        1.4 實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題

        由表1可以看出,雙速電動(dòng)機(jī)不論輕載或重載,勻速運(yùn)行時(shí)的電流值都遠(yuǎn)低于額定電流值,但在加、減速的過(guò)程尤其是反接制動(dòng)時(shí)的電流值則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定電流值。因此,如此頻繁的電流變化和動(dòng)作切換給電動(dòng)機(jī)的控制回路增加了很大的負(fù)擔(dān),在生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)延時(shí)繼電器失效、接觸器觸點(diǎn)熔化、制動(dòng)器磨損嚴(yán)重、電動(dòng)機(jī)發(fā)熱等問(wèn)題,使DEMAG電動(dòng)葫蘆的運(yùn)行效率大打折扣,其性能也受到了很大的影響,并可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故,構(gòu)成重大安全隱患。

        1.5 原因分析

        雙速電動(dòng)機(jī)動(dòng)作切換頻繁,時(shí)序控制復(fù)雜。但由于人的判斷受許多客觀(guān)因素和主觀(guān)因素的影響,很難保證人工操作的可靠性,而空氣阻尼式延時(shí)繼電器同樣存在時(shí)間設(shè)定不精確和故障率高的缺陷,這也是在生產(chǎn)實(shí)踐中造成以上問(wèn)題的主要原因。

        2 改造思路和方案

        多功能天車(chē)所使用的SLC5/04系列PLC具有性能優(yōu)異、可靠性高、壽命長(zhǎng)和使用簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)DEMAG電動(dòng)葫蘆雙速電動(dòng)機(jī)控制方式全自動(dòng)化的軟件平臺(tái)和硬件基礎(chǔ)。

        改造的思路就是將雙速電動(dòng)機(jī)的控制方式進(jìn)行軟件化改造,由PLC完成檔位切換的邏輯運(yùn)算和延時(shí)控制。

        3 改造后的效果

        1)延時(shí)繼電器可靠性提高到100%,壽命提高到10年以上;

        2)改造后,電動(dòng)機(jī)勻速運(yùn)行的各個(gè)電流值雖然沒(méi)有太大變化,但加減時(shí)刻的電流值明顯減小;

        3)接觸器出現(xiàn)觸點(diǎn)熔化的概率明顯降低,接觸器壽命提高到改造前的2倍;

        4)因延時(shí)繼電器失效造成制動(dòng)器磨損降低為零,制動(dòng)器壽命提高5倍以上;

        5)雙速電動(dòng)機(jī)的控制回路大幅度簡(jiǎn)化,元件數(shù)由改造前的10個(gè)減少到7個(gè),回路數(shù)由改造前的10減少到6個(gè);

        6)雙速電動(dòng)機(jī)的溫度指標(biāo)明顯改善,連續(xù)工作2個(gè)小時(shí)溫升不高于5℃。

        4 結(jié)論

        高效、節(jié)能、低碳是當(dāng)今全社會(huì)全人類(lèi)的發(fā)展均勢(shì),生產(chǎn)領(lǐng)域可以依靠科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新不斷改進(jìn)自己的生產(chǎn)工藝,進(jìn)而降低自己的生產(chǎn)成本,不斷地促進(jìn)自身的成長(zhǎng)與發(fā)展。

        中孚實(shí)業(yè)股份有限公司鋁業(yè)一分公司雙速電動(dòng)機(jī)控制方式的改進(jìn),在投入極低的情況下達(dá)到了很好的效果,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,是生產(chǎn)工藝自動(dòng)化控制優(yōu)化的又一成功案例。

        [1]梁俊彥,李玉翔.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].科技資訊,2007(9).

        [2]陳宇,段鑫.可編程控制器基礎(chǔ)及編程技巧[M].華南理工大學(xué)出版社,2002

        [3]余維張.起重機(jī)械檢修手冊(cè)[M].中國(guó)電力出版社,1999.

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