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
中孚實(shí)業(yè)股份有限公司鋁業(yè)一分公司多功能天車出鋁鉤和附鉤所使用升降設(shè)備為進(jìn)口DEMAG電動葫蘆,該電動葫蘆采用雙速電動機(jī)實(shí)現(xiàn)鉤升降速度的快慢切換與快速制動,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)行過程中出現(xiàn)了許多問題,比如,控制方式精度低,控制元件壽命等。這樣不僅對其性能受到了很大的影響,也增加了設(shè)備的維護(hù)成本,對其控制方式的改進(jìn)將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。
正向慢速轉(zhuǎn)動;正向快速轉(zhuǎn)動;反向慢速轉(zhuǎn)動;反向快速轉(zhuǎn)動;快速制動。
1)正向啟動→繩盤制動器打開→延時2秒→電機(jī)正向慢速轉(zhuǎn)動→加速→正向快速轉(zhuǎn)動→停止→正向慢速轉(zhuǎn)動→電機(jī)停止運(yùn)行→電機(jī)錐形制動器制動→停止→延時2秒→繩盤制動器閉合;
2)反向啟動→繩盤制動器打開→延時2秒→電機(jī)反向慢速轉(zhuǎn)動→加速→反向快速轉(zhuǎn)動→停止→反向慢速轉(zhuǎn)動→電機(jī)停止運(yùn)行→電機(jī)錐形制動器制動→停止→延時2秒→繩盤制動器閉合;
3)4個動作有3個輸入控制,中間有一邏輯分析器轉(zhuǎn)換;
4)升盤制動器屬于棘輪構(gòu)造,出現(xiàn)溜鉤時,繩盤制動器會卡死制動。當(dāng)繩盤制動器卡死后,繩盤制動器卡死限位動作,電機(jī)只能上升不能進(jìn)行下降動作,需要先進(jìn)行上升后,方能在進(jìn)行下降動作。
DEMAG電動葫蘆的雙速電動機(jī)采用獨(dú)立時序控制。延時部分主要用于控制繩盤制動器的提前打開和延后閉合,由空氣阻尼式延時繼電器來實(shí)現(xiàn)。
由于起重過程中需要經(jīng)常改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速,因此各控制元件動作頻繁,加速和制動過程的電流值遠(yuǎn)高于電動機(jī)的額定電流,在電動機(jī)運(yùn)行過程中所測得的各時刻平均電流值如表1所示:
表1 雙速電動機(jī)實(shí)測平均電流值
由表1可以看出,雙速電動機(jī)不論輕載或重載,勻速運(yùn)行時的電流值都遠(yuǎn)低于額定電流值,但在加、減速的過程尤其是反接制動時的電流值則要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定電流值。因此,如此頻繁的電流變化和動作切換給電動機(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)延時繼電器失效、接觸器觸點(diǎn)熔化、制動器磨損嚴(yán)重、電動機(jī)發(fā)熱等問題,使DEMAG電動葫蘆的運(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。
雙速電動機(jī)動作切換頻繁,時序控制復(fù)雜。但由于人的判斷受許多客觀因素和主觀因素的影響,很難保證人工操作的可靠性,而空氣阻尼式延時繼電器同樣存在時間設(shè)定不精確和故障率高的缺陷,這也是在生產(chǎn)實(shí)踐中造成以上問題的主要原因。
多功能天車所使用的SLC5/04系列PLC具有性能優(yōu)異、可靠性高、壽命長和使用簡單方便等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)DEMAG電動葫蘆雙速電動機(jī)控制方式全自動化的軟件平臺和硬件基礎(chǔ)。
改造的思路就是將雙速電動機(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)算和延時控制。
1)延時繼電器可靠性提高到100%,壽命提高到10年以上;
2)改造后,電動機(jī)勻速運(yùn)行的各個電流值雖然沒有太大變化,但加減時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)因延時繼電器失效造成制動器磨損降低為零,制動器壽命提高5倍以上;
5)雙速電動機(jī)的控制回路大幅度簡化,元件數(shù)由改造前的10個減少到7個,回路數(shù)由改造前的10減少到6個;
6)雙速電動機(jī)的溫度指標(biāo)明顯改善,連續(xù)工作2個小時溫升不高于5℃。
高效、節(jié)能、低碳是當(dāng)今全社會全人類的發(fā)展均勢,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)工藝自動化控制優(yōu)化的又一成功案例。
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