青島場橋PPT課件

1、一、一、 青島場橋電氣的核心部分的詳細(xì)說明青島場橋電氣的核心部分的詳細(xì)說明 1、場橋電氣的最核心部分也在PLC-變頻器部分。 與3#橋吊PLC-變頻器部分系統(tǒng)除了容量大小的不同以外，場橋PLC-變頻器部分還有以下幾點不同。 青島場橋選用安川PLC和變頻器，PLC的CPU是316H。變頻器大車2用一臺VS-G7，小車用兩臺VS-G7型號，起升和大車1共用VS-686CR5。 PLC主站安裝在電氣房的（21.2)柜，它的輸入、輸出模塊安裝在（21.2)柜里的一個遠(yuǎn)程分站。駕駛室控制柜（25A）和右操縱臺內(nèi)（49.2)安裝了遠(yuǎn)程分站。每個分站都由一塊電源模塊PS22AV、一塊通訊模塊215IO和幾塊

2、I/O模塊組成。 安川PLC-變頻器系統(tǒng)用自有的MEMERBUS總線作為PLC主站與分站、PLC與變頻器的通信媒體。PLC通過模塊216IF與變頻器連接。用一塊215IF與接成鏈狀的分站網(wǎng)絡(luò)相連。 第1頁/共42頁 對于PLC，變頻器相當(dāng)于它的輸入輸出映象區(qū)。與變頻器數(shù)據(jù)交換的地址分別是: 變頻器 輸入地址 大小（字）輸出地址 大小 站名 VS-686CR5 IW090016 OW0910 16 H/G1 VS-616G7 IW0920 16 OW0930 16 G2 VS-616G7 IW0940 16 OW0950 16 T1 VS-616G7 IW0960 16 OW0970 16 T2

3、 以系統(tǒng)如何命令起升/大車變頻器工作于第二臺電動機方式為例來說明數(shù)據(jù)是怎么傳送的。在下面圖中，隨著大車手柄的動作，大車方式選中，大車接觸器2M吸合。輸出位OB0901F被置“1”，而OB0901F是控制字里的電動機選擇位，“1”表示選擇電動機2，于是通過通訊，選擇電動機2的命令在控制字中傳送了到變頻器中，變頻器在運行時調(diào)用第二套電動機的參數(shù)，即S0項各參數(shù)。（控制字各位的定義見SV-686CR5說明書附表A-8）。第2頁/共42頁第3頁/共42頁 于是，變頻器按照事前設(shè)置好的第二臺電動機的參數(shù)即S0項參數(shù)進行控制。有關(guān)S0參數(shù)的內(nèi)容請參考VS-686CR5常數(shù)說明。 PLC主站到司機室分站（包

4、括拖令小車上的部分）的通訊不是用光纖，而是用電纜。 起升用的變頻器VS-686CR5分兩部分，一部分是整流部分，它將440V交流電整流成直流電，這個直流電除供給起升變頻器的逆變部分以外，還分配給另一臺大車變頻器和兩臺小車變頻器作電源。 場橋變頻器沒有能量回饋部分，電動機制動時由機械能轉(zhuǎn)換來的電能使公共直流母線的電壓升高，為了不使直流母線的電壓過高，要把這部分能量釋放掉，所以設(shè)置了兩個制動單元，通過它向電阻放電，以熱量的形式散發(fā)。第4頁/共42頁 變頻器的數(shù)字操作面板在正常遠(yuǎn)行時顯示變頻器輸出的電壓、電流、電動機轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)；在編程狀態(tài)可以查看和修改編頻器常數(shù)；在故障狀態(tài)則以代碼形式顯示故障。其中

5、G7編頻器還保存前幾次的故障記錄。 安川的編程軟件CP717能在線進入變頻器的常數(shù)表，可以查看和修改變頻器的常數(shù)、記錄電動機響應(yīng)的曲線。 2、青島場橋的200KW起升電動機是永磁轉(zhuǎn)子的同步電動機。永磁轉(zhuǎn)子沒有轉(zhuǎn)子鐵損和轉(zhuǎn)子銅損，所以電動機的效率較高。同步電動機的啟動困難和突加大負(fù)載時容易失步的缺陷因為使用了頻率和電壓可調(diào)的變頻器而得到彌補。 電動機軸上的脈沖編碼器采用磁式編碼器，它的金屬轉(zhuǎn)子外周有均勻分布的齒，定子上裝有永磁體和敏感元件組成的磁場接受器。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，金屬齒輪影響磁場接受器接收到的磁通，引起磁通強弱的變化，變化的磁通經(jīng)過敏感元件后被轉(zhuǎn)換成脈沖信號。從編碼器向變頻器除了A+、A-

6、、B+、B-脈沖外，還有Z+、Z-脈沖，Z脈沖稱為零脈沖，編碼器轉(zhuǎn)一周發(fā)一個Z脈沖，它用來定位永磁轉(zhuǎn)子磁極與定子磁場的位置。第5頁/共42頁 永磁轉(zhuǎn)子磁極與定子磁場位置的初始值在常數(shù)表中設(shè)置（E3-18），工程上是在調(diào)試時讓變頻器工作在自學(xué)習(xí)狀況，變頻器會自動測試而且記錄。 在A、B、Z同一通道使用正、負(fù)兩個信號，一方面加大了信號幅度，提高了抗干擾能力。另一方面，同一痛道的正、負(fù)兩個電流，通過電纜流動產(chǎn)生的外磁場為零，不會對別的回路產(chǎn)生干擾源。編碼器三個通道的脈沖信號是差動性質(zhì)，所以用RS-422的通信方式。也就是說，以同一通道兩線電位的相對高等來表示“1”信號還是“0”信號。而它們各自對地的

7、電位確切是多少沒有關(guān)系。第6頁/共42頁 無論是起升機構(gòu)或小車機構(gòu)，在鋼絲繩圈桶上都沒有測量位置的絕對值編碼器，它們的實際位置是根據(jù)脈沖編碼器的脈沖數(shù)換算出來的。一旦在高速區(qū)沒有高速，起升機構(gòu)可緩慢上升，碰一下上升高度限位；小車機構(gòu)緩慢行走來回經(jīng)過減速限位（磁性接近開關(guān)）作為初始化，即可恢復(fù)正常。3、青島場橋與振華場橋都采同斯泰福發(fā)電機。發(fā)電機不需要外部勵磁裝置，本身的裝置示意圖如下。 永磁發(fā)電機因為永磁體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，定子繞組切割轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)出電壓，它發(fā)的電壓通過AVR（自動電壓調(diào)節(jié)器）的調(diào)節(jié)給勵磁機的定子勵磁。AVR是根據(jù)主發(fā)電機定子輸出電壓的高低來自動調(diào)節(jié)勵磁機的定子勵磁電流。 勵

8、磁機的轉(zhuǎn)子切割定子勵磁電流產(chǎn)生的磁場,感應(yīng)出三相交流電，經(jīng)過裝在轉(zhuǎn)子上的二極管整流給主發(fā)電機的轉(zhuǎn)子勵磁，主發(fā)電機的定子感應(yīng)輸出440V的三相交流電壓。 AVR的調(diào)節(jié)功能是當(dāng)輸出電壓的頻率因為突加負(fù)載而有一小范圍下降時，能維持輸出電壓值基本穩(wěn)定。第7頁/共42頁 AVR電路板安裝在主發(fā)電機端部里面，打開蓋板，通過調(diào)整上面的電位器可以調(diào)節(jié)輸出電壓及其他特性。第8頁/共42頁 4、主發(fā)電機有三菱柴油發(fā)動機拖動。柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是由一個電磁執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)油門控制的。而電磁執(zhí)行機構(gòu)是由一個稱作電調(diào)板的裝置控制的。柴油發(fā)動機的怠速和高速（額定的1500轉(zhuǎn)/分）是由電位器R1、R2上的電壓決定的。發(fā)動機起動時

9、，繼電器KA2的常閉觸點接同228和230點，R1上的電壓加到電調(diào)板給定輸入1#端子。經(jīng)過時間繼電器的延時之后，繼電器KA2動作，它的常閉觸點打開，常開觸點閉合，R2上的電壓經(jīng)過接點229/230輸入電調(diào)板，發(fā)動機進入高速運行。調(diào)節(jié)R1使怠速速度在600轉(zhuǎn)/分，調(diào)節(jié)R2使高速速度在1500轉(zhuǎn)/分。第9頁/共42頁 電調(diào)板的6、7號端子接入發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號，它的工作原理和上文說到的磁式編碼器是一樣的。 電調(diào)板的輸出由4、5兩個端子通過224、225號線，連接到執(zhí)行機構(gòu)，去控制油門的大小，從而控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，也即發(fā)電機的輸出電壓的頻率。 電調(diào)板根據(jù)給定的轉(zhuǎn)速和反饋的轉(zhuǎn)速的差，實行比例、微分、積分

10、調(diào)節(jié)。比例、微分、積分調(diào)節(jié)是應(yīng)用十分廣泛的一種控制方式，它的優(yōu)點是不要求有控制對象的準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。它是按偏差的比例、微分、積分來調(diào)節(jié)。偏差大，比例項大，反向調(diào)節(jié)的作用大，有利于提高控制精度和調(diào)節(jié)速度。積分是偏差對時間積分，只要有偏差存在，這一項就越來越大，調(diào)節(jié)也越來越強，所以有利于消除穩(wěn)態(tài)誤差。過大的比例發(fā)放大和積分容易使系統(tǒng)發(fā)生振蕩而不穩(wěn)定。微分項是反映偏差的變化速率，起提前調(diào)節(jié)的作用，有一定的阻尼作用，能夠提高反應(yīng)速度和減少超調(diào)，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。三者是由電調(diào)板表面的P、D、I三個電位器調(diào)節(jié)。一般的調(diào)整方法是，先將三個電位器都調(diào)到最小，然后逐漸調(diào)大比例，到發(fā)動機轉(zhuǎn)速有規(guī)律的擺動，即振蕩時

11、，回調(diào)一點，進入正常狀況；然后，在加重載時，加大積分，也到振蕩的臨界點稍稍回調(diào)；微分也同樣處理。第10頁/共42頁 （有關(guān)資料介紹有更精確的調(diào)試方法）可能要三個量反復(fù)調(diào)，找個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降、超調(diào)、響應(yīng)速度都能兼顧的結(jié)果。三者調(diào)好之后，轉(zhuǎn)速可能會變化，還要調(diào)一下R2，讓轉(zhuǎn)速回到1500轉(zhuǎn)/分。5、青島場橋的小車位置沒有用絕對值編碼器檢測，是用從變頻器讀入的速度反饋值與基準(zhǔn)點（前、后減速行程開關(guān)）的位置計算出來的。所以，有時候剛上電時可能在減速區(qū)無減速或不在加減速區(qū)無高速，可以讓小車來回經(jīng)過一次減速行程開關(guān)，進行一次初始化。由程序可知，每當(dāng)向前經(jīng)過前減速行程開關(guān)（接近開關(guān)在小車左側(cè)，感應(yīng)磁鐵在左梁），

12、設(shè)置位置為14.4米,每當(dāng)向后經(jīng)過后減速行程開關(guān)（接近開關(guān)在小車右側(cè)，感應(yīng)磁鐵在右梁），設(shè)置位置為4.6米。有關(guān)計算見詳見以下程序，關(guān)于位置計程序的原理請參考2000型橋吊小車位置檢測的程序說明部分。與小車類似，起升機構(gòu)的位置檢測也是用速度反饋值與基準(zhǔn)點的位置計算出來的。基準(zhǔn)點定在凸輪行程開關(guān)的上停止，行程開關(guān)的上停止到位，起升位置設(shè)定為18米。（見程序H13 0018-0036） 6、青島場橋的電氣房沒有工控機，僅有一個觸摸屏，有故障時觸摸屏上能顯示故障代碼及簡單提示。處理故障要靠查故障代碼表，因此，將故障代碼表附于本文之后。第11頁/共42頁第12頁/共42頁 二、歷史常見故障 1、小車制

13、動器不到位故障 故障代碼：3412，提示：27MCB 271-2THR開路。按照提示，應(yīng)該是小車制動器電動機熱繼電器動作，使空開27MCB跳閘。其實，多數(shù)是因為小車制動器限位開關(guān)不到位而至。調(diào)整小車制動器限位開關(guān)即可排除。 因為IB02684通，使MB00246E通，使OB02F09得電，27MCB的脫扣線圈動作，27MCB跳閘。第13頁/共42頁 2、發(fā)動機從怠速不轉(zhuǎn)高速 一般是轉(zhuǎn)速模塊沒有動作形成。正常時，當(dāng)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速模塊里的繼電器“CC”應(yīng)該閉合，時間繼電器“IDEL”有電，到整定的時間（大約是三分），繼電器“KA2”吸合，轉(zhuǎn)速給定電位器“R2”上的電壓送入電調(diào)板的給定輸入端

14、，發(fā)動機轉(zhuǎn)入高速（請參考本ppt.第10頁附圖）。從現(xiàn)象上，可以很方便地發(fā)現(xiàn)。怠速運轉(zhuǎn)后，正常時時間繼電器“IDEL”的紅色指示燈應(yīng)該亮。否則在檢查線路沒有其他故障的前提下，判斷為換轉(zhuǎn)速模塊壞，只有更換轉(zhuǎn)速模塊。 3、大車制動器電源模塊壞 大車制動器電源模塊一方面給制動器線圈提供90V的直流電壓，另一方面它還給PLC反饋“MON”、“HEAT”兩個反映制動器運行狀況的信號（見原理圖p023、p061A）。再，在大車停止的0.35秒內(nèi)，仍然保持有輸出，以減少停車時的震動。所以在有一個模塊壞的情況下，可以用一個220V/220V的隔離變壓器和兩個二極管給制動器線圈供電，同時，把另一模塊的“MON”

15、、“HEAT”兩個反映制動器運行狀況的信號并過來。在程序中（H04.02)，添加延時350ms斷的環(huán)節(jié)。第14頁/共42頁第15頁/共42頁 4、大車變頻器報“PGO” 在檢查大車變頻器編碼器線路確無開路情況時、還可能的原因是1、編碼器壞；2、電動機-減速機等組成的傳動機構(gòu)有問題（已經(jīng)發(fā)生過兩次減速機壞的先例）,從而編碼器不轉(zhuǎn)動,沒有脈沖發(fā)出,判斷為“PGO”。 排除上述第一個可能的辦法是將故障變頻器設(shè)置成無編碼器閉路控制方式。例如對于起升變頻器，是VS-868CR5變頻器，大車行走是它的“第二臺電動機”的功能，所以要將常數(shù)“S0-02”由“3”改為“0”，即控制方式由“帶PG的矢量控制”變成

16、“不帶PG的V/f控制”。 而如果是大車2#是VS-G7變頻器，因為它只帶一臺電動機，則應(yīng)將常數(shù)“A1-02”由“3”改為“2”。即控制方式由“帶PG的矢量控制”變成“不帶PG的矢量控制”。 如果能走動，就可以斷定是編碼器壞，否則就是電動機-減速機等組成的傳動機構(gòu)有問題。第16頁/共42頁 5、發(fā)動機達(dá)到高速發(fā)電機不發(fā)電上面說到，發(fā)電機不需要外部勵磁，是由它內(nèi)部的勵磁系統(tǒng)自動工作的。但是，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速比較高時，發(fā)電機是不應(yīng)該發(fā)電的，因為過高的頻率和過高數(shù)值的電壓對后續(xù)電路有不好的影響。所以，在轉(zhuǎn)速模塊中有一“超速”繼電器，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速過高時控制發(fā)電機內(nèi)部的勵磁系統(tǒng)不起作用?！癓S”的常開在怠速

17、時應(yīng)閉合，“OS”的常閉在超速時打開（它們都在轉(zhuǎn)速模塊里,參考本ppt.第20葉圖紙）。也就是說“43”和“44”線在正常時是應(yīng)該連通的，而它是接到發(fā)電機的電壓調(diào)整板去的（在發(fā)電機端部的蓋子里面）。但是一旦兩個接點有一個接觸不良，發(fā)電機就不會發(fā)電。所以發(fā)生這種現(xiàn)象，首先應(yīng)該檢查這個回路，確實的話，更換轉(zhuǎn)速模塊。 如下圖，第17頁/共42頁 6、變頻器選擇卡出錯 控制送不上，觸摸屏上報“變頻器故障”。變頻器顯示故障代碼為CPF22，經(jīng)查資料，提示原因是通信選擇卡的故障。 停電后，打開變頻器蓋，檢查通信板，把通信板拔下，從新插入，可以小心地插拔幾下。把插頭、插座的氧化層磨掉。從新送電，如果通信板本

18、來就沒有損壞，故障就算排除了。 場橋的起升變頻器、小車變頻器都發(fā)生過這種故障。第18頁/共42頁 三、常用應(yīng)急情況解決辦法 1、轉(zhuǎn)速模塊故障，發(fā)動機不能轉(zhuǎn)高速。 當(dāng)發(fā)動機啟動之后進入怠速（600-800轉(zhuǎn)/分），正常時轉(zhuǎn)速模塊（型號YD9019）內(nèi)的繼電器“CC”接點“13-14”應(yīng)該接通，繼電器“CC”有電，從而時間繼電器IDEL有電，（繼電器上的紅色指示燈亮）。經(jīng)延時后，繼電器KA2有電，發(fā)動機轉(zhuǎn)入高速。故障時繼電器“CC”未合，接點“161-162”沒有接通，時間繼電器IDEL沒有得電，所以不能轉(zhuǎn)入高速。緊急處理的辦法是暫時短接接點“161-162”，讓時間繼電器IDEL合。但是停機后要

19、拆除，否則下次一啟動就進入高速，是不允許的。第19頁/共42頁第20頁/共42頁 2、大車電動機制動器限位開關(guān)動作不到位 大車電動機制動器限位開關(guān)動作不到位時，大車是不能行走的。在確認(rèn)大車電動機制動器已經(jīng)打開的前途下（可在電動機旁邊聽聲音），可以把電氣房控制屏上的大車制動器旁路開關(guān)合上，使之恢復(fù)大車行走功能，之后再處理限位開關(guān)。 3、單臺變頻器本身有硬件故障的緊急處理（未經(jīng)實際試驗驗證，僅是推理，供參考） 單臺變頻器本身有硬件故障時，“控制”送不上，任何機構(gòu)都無法動作。這是因為變頻器有硬件故障時從它的一個輸出端子輸出一個信號給PLC，PLC在這信號下，程序中連鎖使控制送不上。為了讓故障變頻器外

20、的別的機構(gòu)能夠動作需做以下處理： a、最好拆除故障變頻器的直流進線，防止故障進一步擴大；第21頁/共42頁 b、拆除故障變頻器接線端子“FAULT SIGNAL”的“MB”上的接線，不讓它的故障信號送入PLC。例如以小車1#而言，就是原理圖P025-25和P067-20的線。線號為A06712。其他類推。（見下圖） 在程序中沒有發(fā)現(xiàn)使用狀態(tài)字中“硬件故障”位的地方，故不作處理。第22頁/共42頁 四、顯示器的操作 以下主要說明686-CR5的顯示器的操作。 1、 在“驅(qū)動”模式下，顯示器可以監(jiān)控基本的運行參數(shù)。第23頁/共42頁 2、故障顯示 顯示器在“驅(qū)動”模式時（即運行時），一旦發(fā)生故障，

21、能夠顯示故障類型，進入PROG模式，可以查閱故障時的運行參數(shù)。 例如在50%轉(zhuǎn)速時發(fā)生“OC”故障。按“DRIVE/PROG”鍵，進入編程模式。通過按 鍵，翻到“U2-03”，按“DATA/ENTER”，顯示“P50.00”，說明故障時轉(zhuǎn)速時給定50%。按“DSPL”鍵返回，再翻到“U2-06”，“DATA/ENTER”，顯示“50.00”，顯示實際轉(zhuǎn)速是50%。再翻到“U2-05”，“DATA/ENTER”，顯示故障時實際電流是“30.00”安。按“DSPL”返回，按“DRIVE/PROG”返回驅(qū)動模式，按“RESET”，復(fù)位。 “U1-*”和“U2-*”顯示運行參數(shù)和故障記錄。 “U1-*

22、”和“U2-*”表列于下。 故障代碼表列于下。第24頁/共42頁第25頁/共42頁第26頁/共42頁第27頁/共42頁第28頁/共42頁第29頁/共42頁第30頁/共42頁 3、常數(shù)的修改 按“DRIVE/PROG”鍵，進入編程模式。先要修改參數(shù)的的存取等級。通過按“增”/“減”鍵和“移位”鍵翻到A1-01，通過“增”鍵由“0”修改此值為“1”。再通過按“增”/“減”鍵和“移位”鍵到要改的常數(shù)，例如“C1-01”，按“DATA/ENTER”，顯示該常數(shù)值為“0”。通過“增”/“減”鍵修改此值為“10”，按“DATA/ENTER”確定，“DSPL”返回。再將A1-01參數(shù)改回“0”，這樣就是參數(shù)

23、就只能讀而不能改的狀況。然后再按“DRIVE/PROG”鍵返回驅(qū)動模式。這樣，加速時間就由原來的“0”修改為“10”秒。 第31頁/共42頁 五、起升電機零點點脈沖調(diào)節(jié) 起升電機是永磁體轉(zhuǎn)子的同步電機，它的調(diào)速和控制，與普通異步電動機有不同的地方。永磁體轉(zhuǎn)子的的初始位置是實現(xiàn)矢量控制必須事先確定了的常數(shù)。這個常數(shù)存在E3-18中（第一臺電機，如果是第二臺，則存在S3-18中）。每當(dāng)變化過電動機轉(zhuǎn)子和與其同軸旋轉(zhuǎn)的脈沖編碼器的相對位置后，都應(yīng)該從新確定這個常數(shù)。 永磁體轉(zhuǎn)子的的初始位置的測定就稱為“零點點脈沖調(diào)節(jié)”。它是測定脈沖編碼器發(fā)出“Z”脈沖的時刻永磁體轉(zhuǎn)子磁極的初始位置。脈沖編碼器除了有

24、經(jīng)常使用的“A”、“B”兩個通道的脈沖信號以外，還有稱為“Z”通道的“零”通道脈沖，它每一轉(zhuǎn)只有一個脈沖。在青島場橋上，實際應(yīng)用了三個通道“+”、“-”共六個信號。 零點點脈沖調(diào)節(jié)是通過變頻器的“自學(xué)習(xí)”實現(xiàn)的。自學(xué)習(xí)同時也檢測了電動機的接線電阻以及電動機本身的一些常數(shù)。 自學(xué)習(xí)操作步驟：第32頁/共42頁第33頁/共42頁第34頁/共42頁 在預(yù)調(diào)整里除了T1-01外，以下常數(shù)設(shè)置為表列值，（為的是把原來的通信控制模式改成本地操作器控制模式）自學(xué)習(xí)完成后恢復(fù)成原值。 A1-04 0000 A1-01 4 B1-01 3-0 速度指令由選擇卡改成操作器 B1-02 3-0 操作方法由選擇卡改成操作器 C1-01 0-10 加速時間改成10秒 C1-02 0-10 加速時間改成10秒 S0-03 0-1 電機1 T1-01 3 PG零點點脈沖調(diào)整（僅用于IPM電機）第35頁/共42頁 完成自學(xué)習(xí)之后，最好做以下轉(zhuǎn)矩校驗。 在操作面板上設(shè)置成本地模式（Local），在顯示“P*”的情況通過“增”/“減”和“移位鍵調(diào)整為“P100.0”，按“DATA/ENTER”鍵確認(rèn)，即速度指令（Reference）調(diào)整為100%。 手動F