节约25%的成本,并向频繁的起重机故障说“再见”！
2016-04-07 罗克韦尔自动化
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随着变频器在起重行业的应用，整个电气控制系统的结构得到了大大简化，并降低了系统的故障率，提高了起重机械控制的灵活性、可靠性和可维护性。
好的产品更需要好的系统设计，如何利用变频器为桥式起重机设计更加经济高效的控制方案呢？大连起重矿山机械有限公司采用的起重机控制方案或许能为我们带来一些借鉴。
先介绍下今天的主角:
大连起重矿山机械有限公司是中国著名的起重机专业制造商与起重机服务供应商，主要生产各类桥式起重机、双两门式起重机和铸造桥式起重机等产品。
凭借领先的技术和高水平的产品质量，其生产的起重机产品除行销全国外，还出口日本、法国、瑞士、芬兰、韩国、印度尼西亚、孟加拉和马来西来等国家，出口量占产品总量的30%以上。
为满足客户在起重效率和设备可靠性方面不断提高的要求，在起重机最重要的起升机构控制上，大连起重矿山机械有限公司希望寻求更加可靠、精准、灵活和经济的控制解决方案。
选择合适的变频器是第一步
起重机系统负载属于恒转矩性质，且其起升机构为位能性负载，在整个驱动系统中，起升机构的驱动系统尤为重要。
起重机各机构的电动机处于频繁的起动、制动状态，每小时的接电次数较多，而且负载是不规律的，时轻时重，且经常承受大的过载和机械冲击，所以起升机构所用的变频调速控制，不但要求低频转矩高、高频稳定性好、过载能力强，而且要求动态响应特性应满足负载突变且具备零速转矩保持功能。
所以，若要实现起重机械各个机构安全、精准、可靠的控制，选择一台合适的高性能变频器是至关重要的。
是否经济要看方案设计
对于起重机起升机构的控制，常规的变频器控制方案大都是采用一台变频器驱动一台电机，而对于有主副钩两套起升机构的起重机械如果仍采用常规配置，会增加设备成本，同时也降低了变频器的利用率。
对于变频起升机构，变频器约占电气系统成本的一半左右，而主、副钩变频器的容量远大于大车及小车用变频器容量，如对常规方案进行改进，可大大降低电气系统成本。
全新系统设计理念：主、副起升电机由一台变频器驱动！
根据以上要求，罗克韦尔自动化通过使用PowerFlex755变频器实现了一种经济的起重机起升机构变频调速方案以优化起升控制系统。
其主副起升机构的电气原理图如图1所示，即主、副起升电机由一台变频器驱动，变频器的选择以主起升电机（容量较大的电机）容量配置为准，变频器输出经过两个接触器互锁切换，当需要主提升运行时，在变频器无电流输出或者变频器停止运行时首先切换变频器输出至主起升电机（即KM11 闭合，KM12 断开）后，通过变频器进行主起升控制；如需要副起升运行时，在确保变频器无电流输出或者变频器停止运行时，切换变频器输出至副钩电机（即KM12 闭合，KM11 断开）后，通过变频器进行副起升控制。
图1主起升、副起升机构原理图
变频器对于起升机构的控制有两个关键点。第一，抱闸的控制；第二，主副起升机构的切换。下面分别进行详细的介绍。
抱闸控制通过PowerFlex755变频器自带的TorqProve功能实现，该功能可分为转矩校验、悬停功能及溜钩保护三部分。TorqProve功能确保停车后机械抱闸可靠地控制负载，当收到运行命令，机械抱闸打开时，变频器能控制负载。图2为变频器电气接口示意图，其中ROC、RONO为I/O模块的继电器输出端子，用于控制起升机构的抱闸。
图2 变频器电气接口示意图
主副起升机构的切换是通过PowerFlex755变频器自带的DeviceLogix控制技术来实现的。DeviceLogix是位于PowerFlex755系列变频器端口14上的嵌入式组件。用于控制输出和管理变频器内部的状态信息。PowerFlex755系列变频器的DeviceLogix编程是通过DeviceLogix编辑器组件实现的，下图3为在DriveTools 软件中的DeviceLogix编辑器示意图。
图3 DeviceLogix编辑器示意图
电气系统成本可节约25%
罗克韦尔自动化为大连起重矿山公司提供的起重机变频控制解决方案选用了高端的PowerFlex755变频器，通过采用主、副起升电机由一台变频器驱动的全新方法，以最大程度的优化方案来控制起重机起升机构，可节约25%左右的电气系统成本。目前，该方案已成功的应用于用户现场8台20t/22.5m桥式起重机中。
罗克韦尔自动化提供的解决方案得到了大连起重矿山公司的一直认可和好评，并表示，该方案不仅大大节省了工程投资成本，提高了设备的利用率，同时也为大连起重矿山公司提高市场竞争力、进一步拓展海外市场提供了先机。
