电磁起重机

图2 脉冲触发回路

PLC 励磁保磁电控系统在电磁起重机中的应用

四川攀枝花市新钢钒废钢厂 柴国梁

电磁起重机(以下简称电磁吊)在钢铁企业生产中所用较多,根据吊装产品选用不同的电磁吊具。由于在生产作业过程中受到断电影响,电磁吊具退磁无电,吊物在短时间断电后突然坠落,易造成突发事故。通过对某企业的生产工艺,提出本方案为保证吊装成品材及废钢的安全生产,在电磁吊断电作业情况下发出信号,并延长设备的断电时间,使生产能够安全、顺行。经过现场实际人员的应用,效果良好,减少了维修人员的劳动强度,为故障诊断提供直观的信息,为操作和维护人员提供了可靠的帮助。

1 停电保磁系统

该系统主要由励磁保磁充电柜(含逆变器)、免维护蓄电池组、外置式变压器箱、吸盘控制器仪表指示箱及点动按钮盒等部分构成(见图1)。励磁保磁柜采用无触点控制电磁铁的吸放料,它的主电路是一个逻辑无环流可逆系统,系统正反组可控硅互锁,吸料时正组可控硅导通,反组可控硅封锁;放料时首先控制正组可控硅移相至逆变状态,将电磁铁的能量回馈到电网,然后关断正组可控硅,触发导通反组可控硅,给电磁铁反向去磁。脉冲触发移相及程序控制采用200PLC (14入10出),PLC 集成24V 负载电源,可直接连接到传感器和变送器,

控制精确可靠。

图1 停电保磁系统框图

2 控制系统分析

(1)脉冲触发回路 如图2所示,晶闸管整流回路的触发时序及脉冲移相直接采用PLC 通过软件编程来实现控制,其原理是单电源采样,利用单相波形不同角度,通过PLC 程序内部高达100KHz 的高速脉冲仿真产生时序差值脉冲,达到触发目的。正反组可控硅互锁功能在软件中实现,不可能

同时输出2组触发脉冲,触发稳定可靠。

(2)励磁、充电回路 设有霍尔元件电压传感器和电流传感器,PLC 通过电压传感器和电流传感器实时监测直流输出电压、电流,当电流超过限定值、励磁电压为额定值的85%时系统发出警报。

(3)充电系统 做到恒充、浮充,自动跟踪,自动调整,自动切换,互为备用。电控系统能保证

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在主电源交流断电时蓄电池自动投入使用,提高系统的安全可靠性。此系统可保证在电源电压10%波动下的正常作业,系统使用工频电源供电,对原系统的运行没有影响。

(4)停电保磁 如图3所示,该系统采用蓄电池作为后备电源,蓄电池采用免维护电池;无铜锈,冒液,过放等现象;能保证在主电源断电的情况下自动提供30min 的电能,为电磁铁供电。蓄电池6V 充电采用自动充电机(和励磁为一个柜体)。自动充电机由降压整流变压器,同步变压器,三相半控整流模块,电感L,电容C 及一组自动控制电路组成。恒充、浮充,自动跟踪,自动调整,自动切换。触发脉冲形成电路板,控制三相半控整流桥。电流反馈信号,电压反馈信号,以保证输出直流电源为恒压限流电源,满足电池充电的需要。过压检测由霍尔元件传感器实现,操作按钮可对电池充电。在司机室控制盒电压表、电流表将显示电池电压和充电电流值。电池活化放电通过吸盘进行。活化放电时先将控制器于吸料位置,再断开开关,这时电池放电。放电时间约20min,然后先将控制器于放料位置,再合上开关。逆变器由进口变频器经改造集成后制成,能将DC220V

电压转换为

图3 停电保磁原理

AC380V 的电压供主吊制动器使用,控制抱闸放下物料以保证安全。

(5)电磁铁保护 接入1台电磁铁,电磁铁通过一个过电流自动脱扣断路器接入主电路,其辅助触点信号接入PLC,当电磁铁发生故障导致其电流异常上升时,断路器自动切断电磁铁电源,或电压低于额定电压90%时发出警报;电压低于额定电压85%时发出报警且备用电源投入。

3 相关保护电路

电源进线采用断路器保护,变压器次级采用快速熔断器限流保护,吊运时若断路器脱扣或熔断器熔断,蓄电池自动投入工作,确保安全吊运,同时发出警报。PLC 通过电压传感器和电流传感器实时监测直流输出电压、电流,当电流超过限定值时,系统发出警报。电磁铁隔离保护。当电磁铁发生故障导致其电流异常上升时,断路器自动断开电磁铁电源,避免连锁反应而影响其余电磁铁工作。自动充电屏对电池欠电压、过电压自动检测、报警。整流模块有完善的阻容保护和防雷击防浪涌电压冲击的压敏电阻保护。

4 结束语

使用PLC 停电保磁系统延迟了电磁吊故障断电后的使用时间,减少了设备使用的安全隐患。

作者地址:四川攀枝花市新钢钒废钢厂邮 编:617023

收稿日期:2005-09-29

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