案例简介 本案例采用两台ETD800矢量变频器,驱动起升、大车和小车三大运行机构。近几年来我国集装箱吞吐量年年增加,集装箱港口机械的需求数量因此也年年增加,原有的控制系统年久失修,经常出故障,并且现在大多已经买不到备件,或是费用非常昂贵。因此采用ETDAC800变频器的新一代控制有了很大的应用。本案例中用一台变频器驱动起升和大车,同一时间只能操作起升或大车,在起升或大车运行停止后,可
AC800变频器在港口机械行业中的应用

AC800变频器在港口机械行业中的应用

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案例简介



        本案例采用两台ETD800矢量进口变频器,驱动起升、大车和小车三大运行机构。近几年来我国集装箱吞吐量年年增


加,集装箱港口机械的需求数量因此也年年增加,原有的控制系统年久失修,经常出故障,并且现在大多已经买不到备


件,或是费用非常昂贵。因此采用ETDAC800变频器的新一代控制有了很大的应用。本案例中用一台变频器驱动起升和大


车,同一时间只能操作起升或大车,在起升或大车运行停止后,可自动切换到大车或起升,另外一台变频器驱动小车。


设备改造好投入运行以来,系统运行平稳,性能良好。

工艺流程



CAB IO Station读取驾驶人员的操作指令,经过Profibus DP总线到电气房的PLC CPU Station,经过CPU的程序处理后再


由Profibus DP总线控制小车变频器、起升大车变频器和其他辅助设备的运行停止。其中小车变频器控制小车一个电机,


起升大车变频器控制大车两个电机和起升一个电机。起升和大车不能同时运行,起升正在运行时操作大车,起升将按照


减速曲线停止,然后自动切换到大车运行;大车正在运行时操作起升,大车将按照减速曲线停止,然后自动切换到起升


运行。小车和起升或小车和大车可以同时运行。起升要求判断负载大小恒功率运行;大车采用两个电机,正常运行时两


个电机运行速度基本相同,由于某种原因大车偏离运行轨道时,两个电机要有速度差,使其能回到正常轨道上来。



▲ 轮胎式集装箱龙门起重机电气控制原理


应用方案


        本方案主站采用GE 9030 Profibus DP主站模块IC693PBM200,驾驶室从站采用VersaMax Profibus DP总线接口


模块,小车直流调速器站和起升大车调速器站采用Profibus DP通讯卡,整个系统配置情况如下图所示:



在ProFibus DP通讯卡上设置从站地址,在AC800 ANYBUS通讯设置中配置控制字、速度给定、励磁给定、转矩给定、状态


字、速度实际值、电枢电压值、电枢电流值等,这样通讯就基本上建立了。然后再设置一些其他应用参数,自整定,结


合PLC控制系统便可以运行了。

在调试中遇到几个问题,一是起升与大车两套参数切换问题,二是速度环的响应问题,三是调速器运行中的母线电压过


高故障,四是起升起动和停车时的溜钩问题。

第一个问题,如果在运行中切换参数则有可能造成起升失控的危险,因此要在程序中判断运行是否停止,参数是否切换


成功,两个条件都具备后再切换到另外一个机构给运行命令;第二个问题默认的速度环的一些参数基本上是不能满足运


行需求的,特别是起升,可以采用渐进调节法调整比例积分参数,结合速度曲线,调整到理想的稳定状态,这个过程中


,经验是很重要的;第三个问题在小车和起升中都发现过,经过观察,发现是在系统过载运行时停机制动母线电压过高


造成的,因此在PLC程序中判断过载运行时自动修正加减速曲线便解决了这一问题;第四个问题,尽管通过渐进调节法调


整了速度环的响应,发现在起升起动和停车时的响应还是不够理想,在不同的负载下,有时超前,有时滞后,因此可以


附加转矩,也解决了这个问题。



整个系统的参数功能配置如下:

起升

电机功率           220  KW

电机额定电流       396  A

电机控制方式       闭环间接控制

速度反馈选择       编码器1

极对数             3

正向转矩电流       100%

反向转矩电流       100%

转矩电流前馈       anybus接收双字1(PLC通过profibus-dp通讯写anybus接收 

                   双字1值到电流前馈,作为附加转矩,以达到动态响应最佳效果。)

电机额定转速       1000 RPM

电机最大转速       1000 RPM



大车

大车和起升为同一台调速器,当大车需运行时,需通过PLC通讯控制数字量功能f2_motor_select,由第一套起升参数切


换到第二套大车参数,大车的主要参数设置如下:

 

电机功率              220  KW 

电机额定电流        396  A

电机控制方式        闭环间接控制

速度反馈方式        编码器1

极对数                 2

电机额定转速        1500 RPM

电机最大转速        1500 RPM

正向转矩电流        100%

反向转矩电流        100%


小车

电机功率             37 KW

电机额定电流       59A

电机控制方式       闭环间接控制

速度反馈方式       编码器1

极对数                3

电机额定转速       1000

电机最大转速       1000

正向转矩电流       100%

反向转矩电流       100%



系统主要配置如下:

1.  GE PLC                    一套

2.  GE PLC子站                一套

3.  ETD AC800G/0220.0/400     一台

4.  ETD AC800G/00370.0/400    一台


现场实况


客户反馈:

        “虽然是第一次在港口机械中使用ETDAC800变频器器,但是其强大的功能完全满足了港机的工艺要求,如两套


参数切换功能,profibus-dp通讯功能,电流前馈功能,电流过载功能等,且其优异的性能还是经起了一向有着严格要求


的港口集装箱机械的考验,目前该系统运行稳定,性能良好,也得到了客户的肯定。


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