205t桥式起重机电气系统改造设计.docx
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205t桥式起重机电气系统改造设计
20/5t橋式起重機電氣系統改造
摘要
本文分析了橋式起重機的電氣控制要求及繼電接觸器電氣控制系統的工作原理,總結了繼電接觸器電氣控制系統的不足,並利用PLC和變頻器技術,對橋式起重機的電氣控制系統進行了改造,以程式控制取代繼電器——接觸器控制,交流電動機調速方式採用變頻調速,從而實現了起重機的半自動化控制。
文中還詳細介紹了變頻器與相關配套元器件的選用方法,PLC多段速控制程式及PLC與變頻器控制系統的接線方法,橋式起重機PLC與變頻器控制系統的工作過程。
關鍵字
可編程控制器變頻器起重機電氣控制系統機床改造
概述
主鉤最大起重20T,副鉤最大起重5T,橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機,又稱天車。
橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行,起重小車沿
鋪設在橋架上的軌道橫行運行,構成一矩形的工作範圍,就可以充分利用橋架下麵的空間吊運物料,不受地面設備的阻礙。
橋式起重機廣泛地應用在室內外倉庫,廠房,碼頭和露天料場等處。
隨著工業自動化的發展,PLC、變頻器工廠設備中的應用越來越廣泛。
由於PLC的工作可靠性高,因此用PLC來代替傳統的交流控制器已成為一種必然趨勢。
橋式起重機可分為普通橋式起重機,簡易梁橋式起重機和治金專用橋式起重機三種。
普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構。
起重小車又有起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。
起升機構包括電動機、制動器、減速器、捲筒和滑輪組。
電動機通過減速器,帶動捲筒轉動,使鋼絲繩繞上捲筒或從捲筒放下,以升降重物。
小車架是安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架,通常為焊接機構。
普通橋式起重機主要採用電力驅動,一般是在司機室內操作,也有遠距離操作。
起重量可達五百噸,跨度可達60米。
簡易梁橋式起重機又稱梁式起重機,其結構組成與普通橋式起重機類似、起重量、跨度和工作速度均小,橋架主梁是由工字鋼或其他型鋼和板鋼組成的簡單截面梁,用手拉葫蘆或電動葫蘆配上簡易小車作為起重小車,小車一般在工字梁的下翼緣上運行。
橋架可以沿高架上的軌道運行,也可沿懸吊在高架下麵的軌道運行,這種起重機稱為懸掛梁式起重機。
治金專用橋式起重機在鋼鐵生產過程中可參與特定的工藝操作,其基本結構與普通橋式起重機相似,但在起重小車上還裝有特殊的工作機構或裝置。
這種起重機的工作特點是使用頻繁、條件惡劣,工作級別較高。
主要有五種類型。
1)鑄造起重機
2)夾鉗起重機
3)脫錠起重機
4)加料起重機
5)鍛造起重機
(一)設計任務分析
1.瞭解20/5t橋式起重機的結構、作用;
2.瞭解工作原理;
3.進行何種改造;
4.進行軟體,硬體的設計;
(二)系統改造方案
橋式起重機的主要設備有:
大車電機2臺、小車電機1臺、主鉤電機1臺、副鉤電機1臺,若仍採用繞線式電動機進行控制,則可以只選用PLC進行改造。
若車間工作環境比較惡劣,如腐蝕性粉塵,容易對電阻箱及電動機碳刷等設備部件腐蝕和過早老化,則可以採用鼠籠式電動機進行控制。
此時可以採用PLC加變頻器進行改造。
橋式起重機有大車2臺、小車電機1臺、主鉤電機1臺、副鉤電機1臺,共五臺電機,由於大車2臺電機是同步,因此在改造過程中共用一對號變頻器進行控制,這樣共需要4臺變頻器。
結構圖2所示。
第一種方案優點是改造過程簡單,可以節約部分設備費用。
缺點是:
電動機轉子所串電阻易燒損和斷裂;
轉子串電阻調速,機械特性比較軟,負載變化時轉速也變化,調速效果不理想;
所串電阻長期發熱,電能浪費大,效率低。
而第二種方案中鼠籠式電動機價格便宜、經久耐用,在生產中受到工程歡迎,並且由PLC加變頻器進行控制,其調速效果更加穩定,電能可以充分利用。
根據以上兩種性價比選擇,該選用第二種方案,
二、橋式起重機繼電接觸器電氣控制系統
(一)橋式起重機的主要結構及運動形式
橋式起重機由大車、小車、提升機構(主鉤、副鉤及傳動變速機構)等部分組成。
橋式起重機的橋架稱為大車,大車可以沿車間兩側立柱上的軌道做縱向移動;大車上設有小車專用軌道,供小車沿軌道做橫向移動;主鉤和副鉤都裝在小車上,副鉤用來提升5噸以下較輕物件,主鉤用來提升不大於20噸的重物;副鉤在其額定負載範圍內可協同主鉤完成吊運工作,但不允許主、副鉤同時提升兩個物件;當兩個吊鉤同時使用時,起吊總重量大不能超過主鉤額定品質。
橋式起重機的主要運動有大車的縱向運動、小車的橫向運動及主鉤、副鉤的升降運動。
(二)橋式起重機的電氣控制特點
(1)三相電源是從沿著平行於大車軌道方向敷設在車間廠房一側的三根主滑觸線上,通過滑動集電刷引入;小車上電氣設備的供電以及電氣設備之間的連接是通過在橋架的一側裝設的21根小車導電滑線並經滑動集電刷引入。
(2)橋式起重機選用繞線轉子非同步電動機,以適應在重載下頻繁啟動、制動、反轉、變速等操作,繞線轉子非同步電動機轉子回路串電阻可得到較大的啟動轉矩,減小啟動電流,並具有一定的調速範圍。
(3)主鉤與副鉤要有合理的升降速度,空載、輕載要求速度快,以減小輔助工時;重載要求速度慢,轉速可降低為額定轉速的50%-60%;提升開始或重物下降至預定位置附近時採用低速,在30%額定速度附近分成幾檔,方便靈活操作。
(4)吊鉤提升的第一級作為預備級,啟動轉矩不能太大,一般限制在額定轉矩的50%以內,這是為了消除傳動間隙和張緊鋼絲繩,以避免過大的機械衝擊。
(5)當下放負載時,負載力矩為位能性阻力矩,電動機可運轉在電動狀態、負載倒拉反接狀態或再生發電制動狀態。
(6)有完備的零位、短路、超載和終端保護。
(三)、橋式起重機的對電力拖動的要求
(1)低壓電器的分類
電器是指用於接通和斷開電路或對電路和電器設備進行保護,控制和調節的電工器件。
在電力輸配電系統和電力拖動自動控制系統中,電器的應用極為廣泛。
(2)低壓配電電器和低壓控制電器
低壓配電電器用於低壓配電系統中,對電器及用電設備進行保護和通斷,轉換電源和負載。
工作可靠,在系統發生異常情況下動作準確,並有足夠的熱穩定性和動穩定性。
如:
熔斷器,刀開關,低壓斷路器等。
低壓斷路器用於低壓電力傳動,自動控制系統和用電設備中,使其達到預期工作狀態。
它體積小,重量輕,工作可靠。
如:
按鈕,行程開關,接觸器,繼電器等。
低壓斷路器的額定電壓在工廠電器控制中,採用三相四線制供電,動力線路電壓為380v,照明線路電壓220v。
(3)熔斷器
低壓熔斷器是低壓配電系統和控制系統中最常用的安全保護電器。
主要用於短路保護,有時也可用於超載保護。
其主體是用低熔點的金屬絲或金屬片製成的熔體,串聯在被保護電路中。
在正常情況下,熔體相當於一根導線,當電路短路或超載時,電流很大,熔體因過熱而熔化,從而切斷電路,起到保護作用。
1)熔斷器的技術參數
低壓熔斷器的主要技術參數有額定電壓,熔斷器的額定電流,熔體的額定電流
2)熔斷器額定電壓是指熔斷器長期正常工作能承受的最大電壓。
3)熔斷器額定電流是指熔斷器(絕緣底座)允許長期通過的電流。
4)熔體額定電流是指熔體長期正常工作並不熔斷電流,熔斷器的額定電流和熔體額定電流三項參數。
5)低壓熔斷器的額定電壓應不小於電路的工作電壓。
6)低壓熔斷器的額定電流應不小於所裝熔體的額定電流。
(4)熔體額定電流選用
1).電爐和照明等電阻性負載熔體額定電流IBN不小於電路的工作電流IN,即IBN>=IN。
2).配電電路為防止越級動作而擴大停電範圍後一級(近電源)熔體的額定電流比前一級熔體的額定電流至少要大一級,同時,必須要校核熔斷器的極限分斷能力。
3).電動機1)對於單臺電動機熔體的額定電流不小於電動機額定電流的1.5-2.5倍,即IBN>=(1.5-2.5)IN。
2)對於多臺電動機熔體的額定電流不小於最大一臺電動機額定電流INmax的1.5-2.5倍,加上同時使用的其他電動機額定電流之和∑IN,即IBN>=(1.5-2.5)Inmax+∑IN.
4)輕載起動或起動時間短時,係數可取小些,重載起動或起重時間長時,係數可取大些。
5)因電動機的起動電流很大,熔體的額定電流應保證熔斷器不會因電動機起動而熔斷,熔斷器一般用於短路保護。
(5)刀開關
1)刀開關的技術參數主要有額定電壓,額定電流和分斷能力。
刀開關的額定電壓是刀開關長期正常工作承受的最大電壓。
刀開關的額定電流是刀開關在合閘位置上允許長期通過的最大工作電流。
刀開關的分斷能力是刀開關在額定電壓下能可靠分斷的最大電流。
2)刀開關的選用
刀開關的選用一般考慮刀開關的額定電壓,額定電流等。
刀開關的額定電壓應不小於電路實際工作的最高電壓。
刀開關的額定電流1)當用作隔離開關或控制一般照明,電熱等電阻性負載時,其額定電流應等於或稍高於負載的額定電流。
3)當用於電動機直接起動控制時,瓷底膠蓋閘刀開關只能控制容量小於5.5kw的電機,其額定電流應大於電動機的額定電流,組合開關的額定電流應不小於電動機額定電流的2-3倍。
1.420/5t橋式起重機變頻調速系統主要輔件選用
起動機變頻調速系統只要輔件包括斷路器,交電流電抗器,制動電阻器等。
為避開變頻器投入時直流回路電容器的峰值,變頻器配製的斷路器容量為電動機額定電流的1.3-1.4倍,整定值為斷路器額定值的3-4倍。
接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時起斷開主回路的作用,一般不作回路開斷器件用,故可按電動機額定電流選用接觸器容量,無須按開斷次數考核其壽命。
為抑制變頻器造成的高峰電流,在變頻器的輸入端加交流電抗器。
同時,交流電抗器的進入端還可以起到降低電動機的雜訊,改善起動轉矩,在電動機輕載時改善功率因數的作用。
交流電抗器容量電動機容量配置,計算公式如下:
L-(2%-5%)U/2TFI,
式中L-電抗器容量(H)
U-額定電壓(V)
I-電動機額定電流(A),電抗電流值為電動機額定電流值的1.1-1.2倍
F-最大周次數(HZ),(2%-5%)U的選擇根據速比要求定,速比愈大百分比愈大。
制動電阻借助制動單元消耗電動機發電制動狀態下從動能轉換來的能量。
計算公式如下:
RBO-UC/1.047(TB-0.2TM)n
式中:
UC-直流回路電壓(V)
TB-制動轉矩(N.m)
TM-電動機額定轉矩(N.m)
n-電動機額定轉速(r/min)
在制動電晶體和制動電阻構成的能耗回路中沉區最大電流受電晶體用電流ic的阻值,因此在選擇制動電阻時不可小於其最小制動電阻。
(四)20/5t橋式起重機的電路工作原理
20/5t橋式起重機的電路原理圖見附錄
(1)20/5t橋式起重機電氣設備及保護裝置
橋式起重機的大車橋架跨度較大,兩側裝置兩個主動輪,分別由兩臺同型號、同規格的電動機M3和M4驅動,兩臺電動機的定子並聯在同一電源上,由凸輪控制器AC3控制,沿大車軌道縱向兩個方向同速運動。
位置開關SQ3和SQ4作為大車前後兩個方向的終端限位保護,安裝在大車端梁的兩側。
YB3和YB4分別為大車兩臺電動機的電磁抱閘制動器,當電動機通電時,電磁抱閘制動器的線圈獲電,使閘瓦與閘輪分開,電動機可以自由旋轉;當電動機斷電時,電磁抱閘制動器失電,閘瓦抱住閘輪使電動機被制動停轉。
小車移動機構由電動機M2驅動,由凸輪控制器AC2控制,沿固定在大車橋架上的小車軌道橫向兩個方向運動。
YB2為小車電磁抱閘制動器。
位置開關SQ1、SQ2、為小車終端限位提供保護,安裝在小車上升軌道的兩端。
副鉤升降由電動機M1驅動,由凸輪控制器AC1控制。
YB1為副鉤電磁抱閘制動器,位置開關SQ6為副鉤提供上升限位保護。
主鉤升降由電動機M5驅動,主令控制器AC4配合交流電磁控制櫃完成對主鉤電動機M5的控制。
YB5、YB6為主鉤三相電磁抱閘制動器,位置開關SQ5為主鉤上升限位保護。
起重機的保護環節由交流保護控制櫃和交流電磁控制櫃來實現,各控制電路用熔斷器FU1、FU2作為短路保護。
總電源及各臺電動機分別採用過電流繼電器實現超載和過流保護,過電流繼電器的整定值一般整定在被保護的電動機額定電流的2.25-2.5倍。
總電流超載保護的過電流繼電器KA0串接在公用線的W12相中,它的線圈將流過所有電動機定子電流的和,它的整定值一般整定為全部電動機額定電流總和的1.5倍。
電源總開關QS1、熔斷器FU1與FU2、主接觸器KM、緊急開關QS4以及過電流器KA0~KA5都安裝在保護控制櫃中。
保護控制櫃、凸輪控制器及主令控制器均安裝在駕駛室內,以便於司機操作。
交流電磁控制櫃、繞線轉子非同步電動機串聯的電阻箱安裝在起重機的接地保護接與大車軌道上。
(2)主接觸器KM的控制
在起動主接觸器KM之前,應將副鉤、小車、大車凸輪控制器的手柄置於“0”位零位連鎖觸頭AC1-7、AC2-7、AC3-7處於閉合狀態;關好橫樑欄杆門(SQ8、SQ9閉合)及駕駛艙門蓋(SQ7閉合),合上緊急開關SQ4。
在各過電流繼電器沒有動作的情況下,按下啟動按鈕SB,接觸器KM線圈得電主觸電閉合,兩副常開輔助觸電閉合自鎖。
(3)副鉤控制電路
兩幅凸輪控制器AC1共有11個位置,中間位置是零位,左、右兩邊個有5個位置,用來控制電動機M1在不同轉速下的正、反轉即用來控制副鉤的升降。
AC1共用了12副觸頭,其中4對常開觸頭控制M1定子繞組的電源,並轉換電源相序實現M1的正反轉;5對常開輔助觸頭控制M1轉子電阻1R的切換;三對常開輔助觸頭相序作為聯鎖觸頭,其中AC1-5和AC1-6為M1正反轉聯鎖觸頭,AC1-7為零位聯鎖觸頭
(4)副鉤上升控制
在主接觸器KM線圈獲得電吸合的情況下,轉動凸輪控制器AC1的手輪至向上“1”檔,AC1的主觸頭V1-3W和U1-3U閉合,觸頭AC1-5閉合,AC1-6和AC1-7斷開,電動機M1接通三相電源正轉,同時電磁抱閘制動器線圈YB1獲電,閘瓦與閘輪分開,M1轉子回路中串接的全部外接電阻器1R啟動,M1以最低轉速、較大的啟動力矩帶動副鉤上升。
轉動AC1手輪,依次到向上的“2”~“5”檔位時,AC1的5對常開輔助觸頭依次閉合,短接電阻1R5~1R1,電動機M1的提升轉速逐漸升高,直接預定轉速。
(5)副鉤下降控制
凸輪控制器AC1的手輪轉至向下檔位時,觸頭V13-1U和U13-1W閉合,改變接入電動機M1的電源的相序,M1反轉,帶動副鉤下降。
依次轉動手輪,AC1的5對常開輔助觸頭依次閉合,短接電阻1R5~1R1,電動機M1的下降轉速逐漸升高,直到預定轉速。
將手輪依次回撥時,電動機轉子回路串入的電阻增加,轉速逐漸下降。
將手輪轉至“0”位時,AC1的主觸頭切斷電動機M1電源,同時電磁抱閘制動器YB1也斷電,M1被迅速制動停轉。
(6)主鉤控制電路
主鉤電動機是橋式起重機容量最大的一臺電動機,一般採用主令控制器配合電磁控制櫃進行控制,即用主令控制器控制接觸器,再由接觸器控制電動機。
主令控制器類似凸輪控制器,不過它的觸頭小,操作較靈活,可操作頻率高,為提高主鉤電動機運行的穩定性,在切除轉子外接電阻時,採取三相平衡切除,使三相轉子電流平衡。
1)主鉤啟動準備
合上電源開關QS1、QS2、QS3,接通主電路和控制電路的電源,將主令控制器AC4手柄置於零位,觸頭S1處於閉合狀態,電壓繼電器KV線圈得電吸合,其常開觸頭閉合自鎖,為主鉤電動機M5啟動控制做好準備。
KV為電路提供失壓與欠壓保護以及主令控制器的零位保護。
2)主鉤上升控制
主鉤上升與副鉤凸輪控制器的上升動作基本相似,但它是由主令控制器AC4通過接觸器控制的。
控制流程如下:
若將AC4手柄逐級扳向“2”“3”“4”“5”“6”檔,主令控制器的常開觸頭S8、S9、S10、S11、S12逐次閉合依次使交流接觸器KM5~KM6線圈得電,使主鉤上升速度逐步增加。
3)主鉤下降控制
主鉤下降有6檔位置。
“J”“1”“2”檔為制動下降位置,防止在吊有重載下降時速度過快,電動機處於倒拉反接制動運行狀態;“3”“4”“5”檔為強力下降位置,主要用於輕負載時快速強力下降。
主令控制器在下降位置時,6個擋次的工作情況如下:
1、制動下降“J”檔
制動下降“J”擋是準備擋,雖然電動機M5加上正相序電壓,由於電磁抱閘未打開,電動機不能啟動旋轉。
該擋停留時間不宜過長,以免電動機燒壞。
2、制動下降“1”檔
主令控制器AC4的手柄扳到制動下降“1”檔,觸頭S3、S4、S6、S7閉合,和主鉤上升“1”檔觸頭閉合一樣,此時電磁抱閘器鬆開,電動機可運轉於正向電動狀態或倒拉反接制動狀態。
當重物產生的負載倒拉力矩大於電動機產生的正向電磁轉矩時,電動機M5運轉在堵在倒拉反接制動狀態。
低速下放重物;反之,則重物不但不能下降反而被提升,這時必須把AC4的手柄迅速扳到制動下降“2”檔。
接觸器KM3通電吸合後,與KM2和KM1輔助常開觸點並聯的KM3的自鎖觸點閉合自鎖,以保證主令控制器AC4從制動下降“2”檔回強力下降“3”檔轉換時,KM3線圈仍通電吸合,電磁抱閘制動器YB5和YB6保持得電狀態,防止換擋時出現高速制動而產生強烈的機械衝擊。
3、制動下降“2”檔
主令控制器觸頭S3、S4、S6閉合,觸頭S7分斷,接觸器KM4線圈斷電釋放,外接電阻器全部接入轉子回路,使電動機產生正向電磁轉矩減小,重負載下降速度比“1”檔時加快。
4、強力下降“3”檔
下降速度與負載品質有關,若負載較輕,電動機M5處於反轉電動狀態若負載較重,下放重物的速度會很高,可能使電動機轉速超過同步轉速,電動機M5將進入再生發電制動狀態。
負載越重,下降速度越大,應注意操作安全。
5、強力下降“4”檔
主令控制器AC4的觸頭在強力下降“3”檔閉合的基礎上,觸頭S9又閉合,使接觸器KM6線圈得電吸合,電動機轉子回路電阻5R4被切除,電動機M5進一步加速反向旋轉,下降速度加快。
另外KM6輔助常開觸頭閉合,為接觸器KM7線圈獲電做好準備。
6、強力下降“5”檔
主令控制器AC4的觸頭在強力下降“4”檔閉合的基礎上,又增加了觸頭S10,S11,S12閉合,接觸器KM7~KM9線圈依次得電吸合,電動機轉子回路電阻5R3,5R2,5R1依次逐級切除,以避免過大的衝擊電流,同時電動機M5旋轉速度逐漸增加,待轉子電阻全部切除後,電動機以最高速度轉速運行,負載下降速度最快。
此檔若下降的負載很重,當實際下降速度要超過電動機的同步轉速時,電動機將會進入再發電制動狀態,電磁力矩變成制動力矩,由於轉子回路未串任何電阻,保證了負載的下降速度不至於太快,且在同一負載下“5”檔下降速度要比“4”檔和“3”檔速度低。
再生發電制動後,如果需要降低下降速度,就需要把主令控制器手柄扳回到制動下降位置“1”檔或“2”檔,進行反接制動下降。
這時必然要通過強力下降“4”檔和“3”檔,由於“4”檔、“3”檔轉子回路串聯的電阻增加,根據繞線式電動機的機械特性可知,那麼正在告訴下降的負載速度不但得不到控制,反而使下降速度增加,很可能造成惡性事故。
為了避免在主令控制器轉換過程中或操作人員不小心,誤把手柄停在強力下降“4”檔或“3”檔,導致發生過高的下降速度,在接觸器KM9電路中輔助常開觸點KM9自鎖,同時在該支路中再串聯一個常開輔助觸點KM1,這樣可以保證主令控制器手柄由強力下降位置向制動下降位置轉換時,接觸器KM9線圈始終得電,切除所有轉子回路電阻。
另外,在主令控制器AC4觸頭分合表中可以看到,強力下降位置“4”檔“3”檔上有“0”的符號,表示手柄由強力下降“5”檔向制動“2”檔回轉時,觸頭S12保持接通,只有手柄扳至制動下降位置後,接觸器KM9線圈才斷電。
三、PLC、變頻器控制系統的軟硬體設計
(一)PLC簡介及特點
PLC控制的工作方式是用了迴圈掃描,其掃描的過程一般包括5個階段:
內部處理、通信操作、輸入處理、執行處理、輸出處理。
當PLC方式開關置於運行時,執行所以階段;PLC方式開關置於停止時,不執行後面的三個階段,此時可進行通信操作,對PLC編程等。
對於不同的PLC,掃描過程中各步執行的順序不同,由PLC內部的系統程式決定。
進行一次全過程掃描所需的時間稱為掃描週期。
內部處理:
CPU檢查主機硬體和所有的輸入模組、輸出模組,在運行模式下,還檢查用戶程式存貯器。
如果發現異常,就停止顯示錯誤;如果自診斷正常,就繼續向下掃描。
通信操作:
在通信操作階段,CPU自動檢查並處理各通信端口接收到資訊,完成數據通信任務。
即檢查是否有電腦、編程器的通信請求,若有則進行相應的粗處理。
執行程式:
輸入處理又稱為輸入採樣。
在此階段,順序讀入所有輸入點的通斷狀態,並將讀入的信號存入輸入映像寄存器,輸入映像寄存器被刷新。
程式執行時,輸入映像寄存器與外界隔離,即使外界信號變化,其內容也保持不變。
用戶程式在PLC中是順序存放的。
在這一階段,CPU根據PLC用戶程式從第一條指令開始順序取指令並執行,直到執行最後一條指令結束。
執行指令時,從輸入映像寄存器讀取各輸入點的狀態,執行指令對各數據進行算術運算或邏輯運算,然後將運算結果送輸出影響寄存器,輸出影響寄存器的內容會隨著程式的運行而改變。
輸出處理:
程式執行完畢後,將輸出映像寄存器的狀態轉存到輸出鎖存器,集中對輸出點進行刷新,通過隔離電路,驅動功率放大器,使輸出點向外界輸出控制信號,驅動外部負載。
PLC迴圈掃描的工作方式,說明PLC是“串行”工作點,這和繼電接觸控制系統“並行”工作有質的區別。
PLC的串行工作方式避免了繼電控制的觸點競爭問題。
由於PLC迴圈掃描的工作方式,在程式執行階段,輸入的變化不會影響輸入映像寄存器的內容,輸出映像區的輸出信號要等到執行程式結束後才會被送到輸出鎖存器,由此可見,改變全部的輸入、輸出狀態需要一個掃描週期,即輸入、輸出狀態保持一個掃描週期。
掃描週期是PLC的重要指標之一,小型PLC的掃描週期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。
掃描週期的長短取決於掃描速度和用戶程式的長短。
選擇高速CPU可以提高掃描速度,合理地設計程式也可以縮短掃描週期。
可編程控制器為了適應在工業環境中使用有如下特點:
(1)可靠性高,抗干擾能力強
可編程控制器專為控制而設計,除了對元件進行嚴格的篩選和老化處理外,在硬體和軟體兩個方面還採用了隔離、濾波、遮罩、故障自動診斷和自動恢復等措施,使可編程控制器具有很強的抗干擾性,其平均無故障時間有(3~5)×100000以上。
(2)控制程式可變,具有很好的柔性。
(3)編程簡單,使用方便。
可編程控制器採用的是面向技術工人、面向控制過程的梯形圖語言。
梯形圖語言與繼電接觸控制電路圖相似,形象直觀、簡單易學,一般的電氣技術人員、工人都可以在短時間學會,軟體編程簡單。
可編程控制器通過程式實現控制,當控制要求發生改變時,只要修改程式即可編程控制器產品已經標準化、系列化、模組化,因而能靈活方便地進行系統配置,組成規模不同、功能各異的控制系統。
既可以單機控制,也可以聯網群控;既可以現場控制,也可以遠距離控制。
(4)功能完善
(5)擴充方便,組合靈活
(6)減少控制系統設計施工的工作量
(7)體積小,重量輕,是機電一體化的特有產品
(二)變頻器簡介及特點
變頻器主要用於交流電動機(非同步電機或同步電機)轉速的調節,是公認的交流電動機最理想、最有前途的調速方案,除了具有卓越的調速性能之外,變頻器還有顯著的節能作用,是企業技術改造和產品更新換代的理想調速裝置。
自上世紀80年代被引進中國以來,變頻器作為節能應用與速度工藝控制中越來越重要的自動化設備,得到了快速發展和廣泛的應用。
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
我們現在使用的變頻器主要
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