CN207330209U - 料场卷扬机用电气控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种料场卷扬机用电气控制系统，包括控制模块、电机、料车；控制模块包括可编程控制器、低压切换柜；可编程控制器通过变频器A、变频器B与电机电连接；变频器A和变频器B均为S120系列的变频器；料车包括料车A和料车B；电机通过卷筒减速机与料车A、料车B连接；可编程控制器的I/O端子通过抱闸制动器与电机连接；低压切换柜的输出端子分别与变频器A、变频器B的使能端子电连接；低压切换柜的输入端子与可编程控制器的I/O端子电连接；带有绝对值编码器的主令控制器；绝对值编码器通过联轴器连接在卷扬滚筒轴上；主令控制器与可编程控制器的I/O端子电连接；变频器A和变频器B的进线端子上均安装有熔断开关。
Description
技术领域
本实用新型高炉炼铁设备技术领域，特别是涉及一种料场卷扬机用电气控制系统。
背景技术
众所周知，在高炉炼铁生产过程当中，卷扬设备是重要的组成部分之一，它担负着向高炉传送物料的作用，因此在生产中具有至关重要的作用。卷扬系统的稳定，直接影响到高炉能否正常上料以及炼铁的产量。目前，传统的料场卷扬机主要采用半自动化的控制方式，主要包括控制电机的电机控制柜和变频器；在实际的使用过程中发现：由于高炉炼铁设备中使用的电机功率比较大，一般为35KW左右，因此经常会发生变频器过热而烧毁的情况发生，一旦变频器发生故障，则整个卷扬机则无法正常工作，进而影响整个生产线的效率；所以，设计开发一种能够最大限度地保证生产线正常工作的料场卷扬机用电气控制系统显得是尤为重要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种料场卷扬机用电气控制系统。该料场卷扬机用电气控制系统通过采用两个变频器实现对电机的冗余控制，因此能够保证生产线的安全运行，同时通过采用低压切换柜实现对两个变频器的控制，从而实现了更高的自动化，同时避免了人为误操作事故的发生。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种料场卷扬机用电气控制系统，包括：控制模块、电机、料车；
所述控制模块包括西门子S7-200的可编程控制器；
所述可编程控制器分别通过变频器A、变频器B与电机电连接；所述变频器A和变频器B均为S120系列的变频器；
所述料车包括料车A和料车B；所述电机通过卷筒减速机分别与料车A、料车B连接；
所述可编程控制器的I/O端子通过抱闸制动器与电机连接；
还包括：
用于实现变频器A和变频器B切换的低压切换柜；所述低压切换柜的输出端子分别与变频器A、变频器B的使能端子电连接；所述低压切换柜的输入端子与可编程控制器的I/O端子电连接；
带有绝对值编码器的主令控制器；所述绝对值编码器通过联轴器连接在卷扬滚筒轴上；所述主令控制器与可编程控制器的I/O端子电连接；在所述变频器A和变频器B的进线端子上均安装有熔断开关。
进一步：在所述变频器A和变频器B上均安装有降温用的风机。
进一步：所述电机上安装有电磁制动器。
更进一步：还包括与可编程控制器电连接的西门子TD200文本显示器。
更进一步：所述可编程控制器包括型号为6ES7216-1AD22-OXBO的处理器。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
一、由于本实用新型采用了两个变频器对电机进行冗余控制，其中一个为主变频器，另外一个为备用变频器，一旦主变频器发生故障，则可以直接切换至备用变频器进行控制，这样能够很好地保证料车的正常工作，保证生产线的正常运行；
二、由于采用了带有绝对值编码器的主令控制器，因此在电机工作的过程中，通过绝对值编码器能够对卷筒的转速进行实时检测，随后主令控制器通过可编程控制器对变频器的功率进行PID控制；保证整个料车始终处于理想状态下工作；
三、由于在变频器A和变频器B上均安装有降温用的风机，因此能够防止变频器过热，保证变频器的正常工作。
四、通过上述型号的可编程控制器具有稳定性高的特点，因此使得该技术方案能够满足多种复杂的工作环境。
附图说明：
图1是本实用新型优选实施例的电路框图；
图2是本实用新型优选实施例中供电电路的电路图；
图3是本实用新型优选实施例中变频器A的驱动电路图；
图4是本实用新型优选实施例中变频器B的驱动电路图；
图5是本实用新型优选实施例中指令输入模块的电路图；
图6是本实用新型优选实施例中绝对值编码器的电路图；
图7是本实用新型优选实施例中低压切换柜的电路图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图7，一种料场卷扬机用电气控制系统，包括：控制模块、电机、料车；
所述控制模块包括西门子S7-200的可编程控制器；
所述可编程控制器分别通过变频器A、变频器B与电机电连接；所述变频器A和变频器B均为S120系列的变频器；
所述料车包括料车A和料车B；所述电机通过卷筒减速机分别与料车A、料车B连接；
所述可编程控制器的I/O端子通过抱闸制动器与电机连接；
还包括：
用于实现变频器A和变频器B切换的低压切换柜；所述低压切换柜的输出端子分别与变频器A、变频器B的使能端子电连接；所述低压切换柜的输入端子与可编程控制器的I/O端子电连接；
带有绝对值编码器的主令控制器；所述绝对值编码器通过联轴器连接在卷扬滚筒轴上；所述主令控制器与可编程控制器的I/O端子电连接；在所述变频器A和变频器B的进线端子上均安装有熔断开关。该优选实施例中的主令控制器能够输出机械主令和智能主令两者信号。
为了防止变频器过热：在所述变频器A和变频器B上均安装有降温用的风机。
为了实现紧急制动：所述电机上安装有电磁制动器。
还包括与可编程控制器电连接的西门子TD200文本显示器。
所述可编程控制器包括型号为6ES7216-1AD22-OXBO的处理器。
请参阅图2，本优选实施例中采用了多个电气设备，比如可编程控制器、电机、变频器等，因此需要采用如图2所述的电源结构；其中：可编程控制器的控制器部分采用的是24V直流电进行供电，因此，380V的交流电源需要依次通过变压器TA1、AD转换器U1方可实现将380V交流转换为24V直流电的目的；电磁制动器MB1和电磁制动器MB2直接与380V交流电源连接；可编程控制器的电源部分采用的是220V的交流电，因此，380V交流电需要通过变压器TA1后转换为220V的交流电与可编程控制器的电源端子电连接；二次回路控制电源为主令控制器的驱动电源。
请参阅图3和图4，本优选实施例中可编程控制器控制电源接线端子通过接触器KM1与电机的使能端子连接，可编程控制器通过低压切换柜分别与断路器SNC30、制动单元电连接。
请参阅图5，西门子TD200文本显示器与可编程控制器的DP接口连接，进而实现数据交互。
请参阅图6，图6是绝对值编码器的电路图与可编程控制器的连接电路。本优选实施例通过绝对值编码器能够对卷筒的转速进行实时检测，随后主令控制器通过可编程控制器对变频器的功率进行PID控制；保证整个料车始终处于理想状态下工作。
请参阅图7，本优选实施例中的低压切换柜最多能够同时连接四台变频器，由于本实用新型采用两台变频器即可实现冗余控制，因此在接线的过程中，任意选择两个接线端口即可；
本实用新型采用西门子S120系列高性能工程变频器，传动部分设计为备份冷切换，共采用变频器两套，正常生产时一套变频器工作，另一套变频器备用。主备驱动系统通过低压切换柜实现在线变频器和备用变频器之间的相互切换，切换内容包括动力电源、控制信号、电机脉冲编码器信号等。可编程控制器采用西门子S7-200系列产品。正常卷扬上料时可编程控制器向变频器发出启动命令，并通过机械主令(或智能主令)发给可编程控制器的信号来控制料车的速度。因此，在卷扬滚筒同轴处连接一对机械主令和一个绝对值编码器。机械主令在料车运行到到底、一次减速、二次减速、减速检查、上密检查点、上极限、超极限的位置时通过凸轮和接近开关向PLC送出与此相对应的开关量信号控制变频器的速度给定。而智能主令使用经联轴器连接在卷扬滚筒同轴处的绝对值编码器检测滚筒旋转角度，并将角度值以格雷码形式传送至可编程控制器，可编程控制器进而可以得出料车的实时位置。
根据高炉工艺要求，当料车A在料坑底部(料车B在顶部)，待从称量斗或中间斗放料装入料车后，斗闸门闭合，可编程控制器向变频器发送料车上行指令，变频器在接到卷扬控制系统的开车命令后系统解封。通过S120工程变频器中的抱闸控制功能，在检测到电机输出一定的力矩值，保证料车不溜车的情况下，变频器发出打开抱闸命令并将此信号传递给可编程控制器，可编程控制器输出使抱闸打开。若抱闸正常打开，则变频器内部经过一个时间延时，开始加速过程，若抱闸未能正常打开，复位开抱闸信号，输出报警信号。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种料场卷扬机用电气控制系统，包括：控制模块、电机、料车；其特征在于：
所述控制模块包括西门子S7-200的可编程控制器；
所述可编程控制器分别通过变频器A、变频器B与电机电连接；所述变频器A和变频器B均为S120系列的变频器；
所述料车包括料车A和料车B；所述电机通过卷筒减速机分别与料车A、料车B连接；
所述可编程控制器的I/O端子通过抱闸制动器与电机连接；
还包括：
用于实现变频器A和变频器B切换的低压切换柜；所述低压切换柜的输出端子分别与变频器A、变频器B的使能端子电连接；所述低压切换柜的输入端子与可编程控制器的I/O端子电连接；
带有绝对值编码器的主令控制器；所述绝对值编码器通过联轴器连接在卷扬滚筒轴上；所述主令控制器与可编程控制器的I/O端子电连接；在所述变频器A和变频器B的进线端子上均安装有熔断开关。
2.根据权利要求1所述的料场卷扬机用电气控制系统，其特征在于：在所述变频器A和变频器B上均安装有降温用的风机。
3.根据权利要求1所述的料场卷扬机用电气控制系统，其特征在于：所述电机上安装有电磁制动器。
4.根据权利要求2所述的料场卷扬机用电气控制系统，其特征在于：还包括与可编程控制器电连接的西门子TD200文本显示器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的料场卷扬机用电气控制系统，其特征在于：所述可编程控制器包括型号为6ES7216-1AD22-OXBO的处理器。
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