目前作為發(fā)電廠和水電站廠房設(shè)備安裝的前期吊運(yùn)的主要設(shè)備是雙梁橋式起重機(jī)。為吊運(yùn)發(fā)電機(jī)定子(或轉(zhuǎn)子)做準(zhǔn)備,在前期安裝吊運(yùn)的散件和設(shè)備中,一般都在總重量的20%以下,每天工作的頻率高,時(shí)間長(zhǎng)。因此對(duì)發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)在2臺(tái)以上的廠房在訂購(gòu)起重機(jī)時(shí)可選擇2臺(tái)單(或雙)小車起重機(jī)(2臺(tái)小車的起重量為定子或轉(zhuǎn)子的總重量),在前期吊運(yùn)中單機(jī)使用,當(dāng)?shù)踹\(yùn)發(fā)電機(jī)定子(或轉(zhuǎn)子)時(shí),2臺(tái)并車抬吊,這樣即加快了設(shè)備安裝的速度和進(jìn)程,又解決了單一起重機(jī)在安裝期間的過負(fù)荷操作(設(shè)備安裝期間起重機(jī)的接電持續(xù)率JC%一般在80%左右,設(shè)備安裝完后起重機(jī)的接電持續(xù)率JC%一般在5%以下),不但保護(hù)了起重設(shè)備,減少了安裝期間設(shè)備的故障率,而且提高了安裝效率。為實(shí)現(xiàn)2機(jī)并車平穩(wěn)抬吊的目的,我們引入了MPI網(wǎng)的技術(shù),并在使用中獲得了良好的效果。下面以王軍春發(fā)電廠二期工程發(fā)電廠房所配的2臺(tái)75t/20t橋式起重機(jī)為例介紹MPI網(wǎng)在雙機(jī)抬吊中的應(yīng)用。
1 電氣配置和功能
本例中的2臺(tái)75t/20t起重機(jī)電控系統(tǒng)的電氣配置完全相同,均采用“MPI網(wǎng)+PLC+變頻調(diào)速”控制方案。每臺(tái)起重機(jī)分主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)。
4個(gè)機(jī)構(gòu)均采用ABB變頻器調(diào)速,其中起升機(jī)構(gòu)采用ACC800變頻器傳動(dòng),ACC800是專業(yè)針對(duì)升降機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的變頻器,即當(dāng)變頻器內(nèi)部檢測(cè)功能檢測(cè)到在零速時(shí)建立足夠轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的150%~200%)后再打開抱閘的功能,這項(xiàng)功能主要是防止重物停在空中再起動(dòng)時(shí)瞬間發(fā)生的溜鉤現(xiàn)象而特設(shè)的。大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用ABB公司ACS800變頻器傳動(dòng)。
其中主、副起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用閉環(huán)控制(即通過速度編碼器的反饋糾正和提高變頻器的輸出精度,提高速度的穩(wěn)定性)。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)一般采用開環(huán)控制就能滿足要求(當(dāng)然對(duì)大跨度要求較高的2臺(tái)起重機(jī)并車抬吊還需考慮大車的閉環(huán)控制和增加大車的糾偏功能)。PLC采用西門子S7-300,其控制系統(tǒng)由CPU單元,開關(guān)量輸入輸出模塊,模擬量輸入輸出模塊等組成。開關(guān)量輸入模塊接受司機(jī)室的控制命令及各機(jī)構(gòu)監(jiān)控信號(hào)。開關(guān)量輸出模塊只將PLC程序?qū)斎胄盘?hào)處理結(jié)果生成控制命令去控制各機(jī)構(gòu)制動(dòng)器,接觸器,風(fēng)機(jī)等的動(dòng)作。PLC通過屏蔽通訊線(或通過PROFIBUS-DP總線方式)與各機(jī)構(gòu)的變頻器相連,實(shí)現(xiàn)PLC與變頻裝置間的通訊,PLC將獲取變頻器的運(yùn)行狀態(tài)及故障信息。所有的變頻器接受PLC統(tǒng)一的控制與管理,但是對(duì)于調(diào)速性能的保證則完全取決于變頻器本身的功能特性及多電機(jī)傳動(dòng)時(shí)裝置間的合理配置,即系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2 并車抬吊方案
為了實(shí)現(xiàn)2臺(tái)起重機(jī)的抬吊功能,2臺(tái)起重機(jī)PLC系統(tǒng)之間采用MPI網(wǎng)絡(luò)通訊方案。圖1是2臺(tái)起重機(jī)的并車圖,當(dāng)并車運(yùn)行時(shí),2大車最好通過機(jī)械拉桿裝置進(jìn)行剛性連接,以保證2大車運(yùn)行的速度同步。


圖2是2臺(tái)起重機(jī)電氣系統(tǒng)通過MPI網(wǎng)的連接圖。為了實(shí)現(xiàn)單人操作控制2臺(tái)起重機(jī)的目的,可在司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)上設(shè)置2個(gè)選擇開關(guān),一個(gè)作為選定哪臺(tái)起重機(jī)為主車或副車;另一個(gè)開關(guān)則作為在主車上操作時(shí)選擇的控制方式。如:選擇“本車”、“并車”、“他車”控制,這樣就可以在主車上同時(shí)或單獨(dú)控制2臺(tái)起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)以及小車和大車運(yùn)行機(jī)構(gòu),達(dá)到并車同步和單獨(dú)調(diào)整使用的目的,并且2臺(tái)起重機(jī)中的任意一臺(tái)都可以設(shè)置為主車操作。
在起升卷筒高度限制器的軸上和小車被動(dòng)輪上分別裝有1個(gè)高分辯率絕對(duì)編碼器,分別進(jìn)行高度與小車位置檢測(cè),其信號(hào)輸入PLC系統(tǒng)。并車時(shí),以主車為基準(zhǔn),副車起升高度與小車位置信號(hào)分別與主車進(jìn)行比較,并根據(jù)位置信號(hào)差對(duì)其速度進(jìn)行微調(diào),實(shí)現(xiàn)位置隨動(dòng)以達(dá)到并車抬吊時(shí)起升及小車運(yùn)行同步的目的。
并車運(yùn)行時(shí),電氣連接為:將2臺(tái)車的PLC的通訊線(通過CPU上的MPI接口)相連,實(shí)現(xiàn)2臺(tái)車的PLC通訊,完成并車運(yùn)行的所有操作功能。主車PLC在并車運(yùn)行時(shí)執(zhí)行并車程序。通過通訊即接受本車的所有控制及檢測(cè)信號(hào),又接受他車的所有控制及檢測(cè)信號(hào)(副車各機(jī)構(gòu)是否可以運(yùn)行,方向限位是否動(dòng)作等信號(hào))。主副車PLC根據(jù)所獲得的信息在主車上對(duì)2車輸出控制命令,從而達(dá)到2臺(tái)起重機(jī)所需的并車抬吊要求。
3 結(jié)束語(yǔ)
琿春發(fā)電廠二期工程發(fā)電廠房所配的2臺(tái)75t/20t橋式起重機(jī)在MPI網(wǎng)的支持下成功地完成了雙橋機(jī)抬吊發(fā)電機(jī)定子的任務(wù)。由于2大車之間采用了剛性連接,不但保證了2大車運(yùn)行的速度同步,而且保護(hù)了連接2機(jī)的MPI網(wǎng)連線。當(dāng)然若增加觸摸屏或工控機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)流程的動(dòng)畫顯示效果會(huì)更好,對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)對(duì)機(jī)構(gòu)工作進(jìn)度和狀態(tài)的跟蹤將更加直觀和方便。