冶金企业起重机中西门子变频器的应用研究

摘 要

起重机是冶金企业重要的起重运输设备，承担着冶炼时期液态金属的转运、浇筑等作业，因其具有操作便捷、作业效率高、维修方便等优点得到大量的应用。为了提升冶金企业起重机的工作能力，本文以西门子PLC及变频器为研究对象，简述起重机硬件构成，介绍了附加力矩预防起重机溜钩，提出采用PLC与变频器控制起重机工作的方法。

【关键词】冶金企业 起重机 西门子变频器

随着起重机在冶金行业的广泛应用，完成了物体升降及转运的效果作业。起重机因为工作的环境恶劣、电能消耗量大、故障率较高，对控制系统进行改进和更新成为发展的必然趋势。冶金企业的起重机改造工作，以起重机的电气控制系统为依据，以此为依据分析传统起重机防治溜钩办法的不足之处，从而提出采用PLC与变频器相互结合的控制办法。根据冶金企业生产的特点及作业环境，选用的控制设备必须具有较高的可靠性，从而保障设备可以稳定的进行工作。把PLC与变频器合理的结合，控制起重机较长距离工作时出现的跑偏问题，保障系统具有更高的稳定性和可靠性。

1 简述起重机硬件构成

冶金企业的起重机因为工作环境不好，工作量大而频繁，所要求必须平稳的运行现阶段，起升机构通常采用矢量控制的变频器，运行机构依据所选环境及使用需求的情况选择合理的变频器。起重机的PLC控制网络由电气房控制中心的西门子S7―400系列及其不同分站的分布式ET―200M组合而成。由于各个分站和电气房具有很远的距离，为了防止出现通讯干扰的情况，必须先采用光纤连接到电气房的转换模块OLM中，从运用Profibus达到与电气房连接的效果。控制中心PLC采用I/O模块达到和外设达到信号传输的目的。在中央机架采用太网卡实现PLC与CMS两者间通讯的目的，如果CMS没有进行连接起重机的操作也不会遭到影响。

2 附加力矩预防起重机溜钩

在起重机正常工作的时候，处在半空的重物因为自重的因素在制动器抱闸之前或松开后的衣衫，容易发生停止下滑的情况。传统的预防起重机溜钩的办法有以下两种：①延长开闸的时间，在起升指令发出进行变频工作的时候，在延时一段时间后打开制动器抱闸，从而确保变频器输出的力矩可以上升到负载重力力矩的情况。这种操作办法即使电机处在堵转的情况，如果所设置的延长时间不正确，也会给电机带来一定的危害。②采用启动脉冲，就是在制动器开闸时把变频器输出的电流值进行记录，在发出开闸命令后把电流的数值乘上相应的系数（

3 基于PLC与变频器在冶金企业起重机的控制能力

3.1 采用PLC组成稳定的电气控制系统

在冶金起重机系统设计中，选取S7―400PLC为冶金企业起重机的电气控制核心部件，从而达到掌控起重机各个部件的功能。采用西门子交流变频器启动各个机构的电动机，实现PLC可以实时接收到变频器在控制时期的信息反馈。运用PLC输出通道进入到控制程序中，实现对各种功能控制的目的。把触摸屏与PLC的CPU相互连接，实现在线显示的能力，从而达到实时监控系统的目的，也为操作人员提供了一个优良的监控界面。

3.2 变频器的优化

在冶金企业起重机运行过程中选择的变频器类型，确保系统安全、稳定的工作时电气系统的首要要求。起重机各个机构的变频器参数的调整及优化也是设计的重要环节。根据起重机实际的工作环境，所选取的变频器参数必须满足起重机的运行需求。依照系统的实际要求，采用PLC的输出通道，把操作人员控制情况转送到变频器的控制单元中，与变频器的内部参数进行结合，采用所设计好的电动机工作模型，实现科学、合理的控制驱动能力。变频器在实际工作中，主要的参数及技术指标会采用变频器的输出端口，输送到PLC中，实现实时监控及运算的目的，从而达到机构控制的实际要求。

3.3 变频器与PLC控制功能的调试

为了确保设计与实际需求结合的更加贴切，可以使PLC与变频器发挥优越的控制能力。在整个控制程序设定好之后，可以对变频器及PLC的相互嵌入控制加以调试，调试的工作具有以下几个方面：

（1）最好把变频器与PLC的衔接环节减少，很好的发挥变频器的输出输入能力，结合运行过程中内部的参数，把PLC的输出值引入到变频器中，采用编程的手段达到控制变频器驱动的目的，进一步确保控制系统具有简洁、优化方便维护的效果。

（2）在不变更原设计的基础上，采用对PLC程序进行编制的办法，改善变频器的控制功能不可以充分使用的问题。如此不但完善了设计，确保变频器的控制能力更加满足实际工作的需求，也很好的展现了西门子驱动设备的控制理念。

（3）采用实际运行过程中的控制总线网络，把人界面的触摸屏嵌入到PLC的通讯网络内，从而引出变频器的反馈信息及外界的安全控制信号，快速及时的传输给操作人员。

4 结束语

起重机的电气控制系统过于复杂，会出现很多比较典型的控制方面的问题。文中以调试起重机工作时出现的问题为依据，合理的把西门子PLC和变频器在合理的结合，实现其先进的控制结果。

参考文献

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[2]武红斌.西门子变频器的维护与检测[J].数字化用户，2013（08）：24-24.

[3]白志伟.西门子矢量控制变频器在冶金生产中的应用[J].中国科技博览，2012（10）：11-11.

作者单位

山西长治首钢长钢轧钢厂 山西省长治市 046031