PLC加变频器控制起重机完成许多复杂的工艺要求和动作

PLC加变频器控制起重机成为一种佳的电气传动方案，并且可以完成许多复杂的工艺要求和动作，大大地减轻工人的操作劳动强度，并可为起重机的故障诊断提供直观的信息，为操作人员和维护人员提供可靠的帮助。CC-LINK现场总线具有数字化的信号传输，全开放性、可操作性、可互换性，可靠性高、可维护性好等特点。其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适应于从较高的管理层网络到较低的传感器网络的不同范围。CC-LINK是一个以设备层为主的网络，一般情况下，CC-LINK整个一层网络可由一个主站和64个从站组成，它采用总线方式通过屏蔽双绞线进行连接。网络中的主站由PLC担当，从站可以是远程I模块、特殊功能模块、带有CPU的PLC本地站、人机界面、变频器、伺服系统、机器人以及各种测量仪表、阀门等现场仪表设备。如果需要增强系统的可靠性，还可以采用主站和备用主站冗余备份的系统构成方式。

CC-LINK的底层通信协议遵循RS485，屏蔽双绞线是按一定扭矩相互绞合在一起的2条铜质导线，带有屏蔽层。数据传输率高可达1Mbps，大传输距离可达12m.起重机控制系统概况某飞机制造厂使用的起重机主、副起升机构、大、小车、司机室等机构均采用了变频控制，其控制重点有2点：（1）起升机构要求低速输出额定转矩，且起制动平稳，不允许出现溜钩现象；（2）由于起重机跨度达65m，其大车采用3台电机驱动，由于跨度较大，运行中会出现偏斜，造成严重的啃轨现象，设计中必须有完善的纠偏措施。

针对上述控制重点，采用具有矢量控制、力矩检测功能的三菱变频器，其顺控功能可以确保启动时先建立足够的启动转矩，然后打开机械制动器，停车时制动器先制动，电机后停止工作，这样可以很好地完成起升机构的要求，并且由于先电气制动，后机械制动，延长了制动器的寿命。针对大车的纠偏，采用直接检测2侧的实际运行速度，将之送到PLC进行处理，根据2侧的实际运行情况，分别给出不同的给定值，控制2侧的变频器输出不同的频率，从而保证2侧电机的适时比较和校正，确保了大车电机的同步运行。

系统构成系统中采用三菱公司的Fx2nPLC作为控制中心，每台变频器作为1个从站，通过CC-LINK网络进行通讯，主令控制器的控制点直接输入给PLC，由PLC处理后通过网络进行通讯控制。

这种通讯控制方案需要在PLC上加装1个CC装1个FR-A5NC变频器从站模块，其大的好处是工作可靠，避免了由用户程序来保证通讯，而其数据的具体收发工作均由硬件电路来完成，只要对模块进行了正常的设置后，就可以自动进行通讯，而且其兼容性好，可以兼容SIEMENS、安川、三菱等变频器，多可连接8台。

由于大车检测PG距离主站较远，远达到15m，信号衰减较大，而3台大车变频器在走台上，故设计中采用了远程PLC作为本地PLC的从站，接收主站的指令，由远程PLC根据主站命令和大车运行检测的脉冲进行处理，对3台大车变频器进行同步控制。

起重运输机械6212CC-LINK现场总线配置（1）主站采用三菱小型高性能PLC系列Fx2n-48MR（系统版本V212或以上），其主要特点是通讯功能强，运行速度快（其基本指令执行时间为18Ls，比一般的中型PLC运算速度还快），用在该机中作为主站，可以胜任工作要求。

CC-主站设置开关：站号设置，主站设为；模式选择在线；根据本机的传输距离，选择传输速度为215设置操作环境；设置各个站信息，通过程序设置在主站模块缓存中。

（2）从站采用三菱A54变频器加FR-A5NC变频器从站模块，每个变频器占用一个设备站，其接收主站信息，对信息予以执行，并回送主站要求的信息。

变频器设置：选择PC连接操作方式：参数97设置为或连接启动方式：参数34设置为1或2；à操作方式中的功能设置；警报发生时的操作；操作和速度命令写入。

（3）工作过程1对CC-LINK从站进行参数设定，在通讯前，检查设定的参数信息。

执行调试程序，初始化CC-LINK系统，将各个从站储存在模块的缓存#2#25中。测试各个从站的状态，根据故障指示情况予以处理。对每个从站进行通讯操作，观察动作情况，对动作情况作好记录。进行通讯操作，同时对多个机构进行操作，作好记录。实际操作。

CC-LINK主站和从站之间的数据交换是靠Fx2n-16CCL-M的缓存区进行的，每个站的接收和发送缓存地址均由特定的地址指定，PLC主站通过FRM和T指令与主站模块进行交换信息，由CC-LINK主站模块与从站模块自动交换信息。

通过网络，主站可以读取从站的运行和频率以及工作、参数各种状态，全面掌握各个从站的实际情况；根据主令控制器的操作，PLC对相关从站发出控制信号和频率信号。

该系统中的大车3台电机同步运行，在设计编程时，采用的PLC高速计数以及脉冲密度检测2种比较，用软件进行比较和同步控制。调试时，首先让同步控制回路不投入，观察大车的偏斜情况，发现当负载处于一端时（即恶劣的工况），由于电动机的机械特性以及中间摩擦传动的原因，偏斜较为严重，瞬时的速度差达到1（脉冲密度检测值），出现了明显的啃轨现象；然后将纠偏系统投入，观察发现无论负载在任何一端，没有出现啃轨，基本上消除了偏斜现象。证明系统设计是正确的、合理的。

经过1年多的实际运行，各种指标均达到了预期的目标，将现场网络技术应用到起重机上，给现场安装、调试和维护工作带来了很大的方便，大大地减少了故障率，提高了运行的可靠性。