CN212210875U - 一种基于西门子s120的交流电铲变频驱动分散控制系统 - Google Patents
一种基于西门子s120的交流电铲变频驱动分散控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212210875U CN212210875U CN202021117823.XU CN202021117823U CN212210875U CN 212210875 U CN212210875 U CN 212210875U CN 202021117823 U CN202021117823 U CN 202021117823U CN 212210875 U CN212210875 U CN 212210875U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- motor
- control module
- port
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，包括AC/DC电源模块ALM、第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块、第四CU320控制模块、第一DC/AC电机驱动模块至第四DC/AC电机驱动模块。第一CU320控制模块通过第一DC/AC电机驱动模块控制电铲的提升电机。第二CU320控制模块通过第二DC/AC电机驱动模块控制电铲的推压电机。第三CU320控制模块通过第三DC/AC电机驱动模块控制电铲的回转电机。第四CU320控制模块通过第四DC/AC电机驱动模块控制电铲的行走电机。本实用新型基于西门子S120变频器的选型结构实现，设置了多个CU320模块，每个CU320各自独立控制一个机构的驱动，对电铲的多个电机驱动部分进行分散控制，当一个机构的CU320出现故障停机时，不影响其它机构的运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频控制技术领域，特别涉及一一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统。
背景技术
电铲是矿山露天采矿的主要设备，设备的驱动部分包括提升、推压、回转和行走四个部分，早期的电铲以直流为主，由于直流电机的低速力矩特性好，对电铲这种大型设备，提升和推压的动作需要电机在低速时具有高转矩，因此早期的电铲电机驱动部分都是直流驱动的。随着交流变频技术的不断发展，尤其变频的矢量闭环控制的出现，使得电铲逐步趋向交流变频驱动。
现有的交流电铲的变频驱动结构一般由一个PLC和多个变频器构成，每个变频器控制一个机构的电机，而PLC作为整个设备电控部分的核心，所有输入输出的控制元件均连接至一个PLC上，由此PLC驱动所有变频器。这种集中控制的结构当PLC由于外围的故障引起PLC停机时，则所有的动作均不能执行，整个设备处于停机状态。
西门子S120系列变频器为多轴传动的多种控制结构提供了可能，一般S120的多轴驱动的经典结构选型是一个CU320，配置一个电源模块和多个电机模块，其实这种控制结构也是将所有电机的驱动的控制部分集中在一个CU320上了，这种控制结构也会出现当PLC由于外围的故障引起PLC停机时，则所有的动作均不能执行，整个设备处于停机状态的现象。
发明内容
为了解决背景技术提出的技术问题，本实用新型提供一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，基于西门子S120变频器的选型结构实现，设置了多个CU320模块，每个CU320各自独立控制一个机构的驱动，对电铲的多个电机驱动部分进行分散控制，当一个机构的CU320出现故障停机时，不影响其它机构的运行。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，包括AC/DC电源模块ALM、第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块、第四CU320控制模块、第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块、第四DC/AC电机驱动模块。
AC/DC电源模块ALM输入端连接交流电源，输出端通过共直流母线的方式连接第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块和第四DC/AC电机驱动模块的输入端。
第一DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的提升电机，第二DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的推压电机，第三DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的回转电机，第四DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的行走电机。
第一CU320控制模块通过AI端口连接提升操作杆，通过DI端口连接提升限位和提升急停开关，第一CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第一DC/AC电机驱动模块，通过第一DC/AC电机驱动模块控制电铲的提升电机。
第二CU320控制模块通过AI端口连接推压操作杆，通过DI端口连接推压限位和推压急停开关，第二CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第二DC/AC电机驱动模块，通过第二DC/AC电机驱动模块控制电铲的推压电机。
第三CU320控制模块通过AI端口连接回转操作杆，通过DI端口连接回转急停开关，第三CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第三DC/AC电机驱动模块，通过第三DC/AC电机驱动模块控制电铲的回转电机。
第四CU320控制模块通过AI端口连接行走操作杆，通过DI端口连接行走急停开关，第四CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第四DC/AC电机驱动模块，通过第四DC/AC电机驱动模块控制电铲的行走电机。
第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块通过PROFIBUS-DP总线相连。
进一步地，所述的第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块均扩展一个TM41端子模块，通过TM41端子模块扩展AI端口。
进一步地，所述的第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块、第四DC/AC电机驱动模块均选择6SL3320系列。
进一步地，所述的第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块还通过PROFIBUS-DP总线连接上位机，或通过PROFIBUS-DP总线线连接一个PLC的CPU模块，再通过此模块与上位机通讯连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型基于西门子S120变频器的选型结构实现，设置了多个CU320模块，CU320模块是S120变频器的选型模块，每个CU320各自独立控制一个机构的驱动，对电铲的多个电机驱动部分进行分散控制，当一个机构的CU320出现故障停机时，不影响其它机构的运行；
2)电源模块的ALM系列是S120变频器的一款具有回馈制动功能的电源模块，不但具有节能效果，并且对直流母线的电压控制能力强，能够加强对提升机构和推压机构的带负荷低速控制功能；
3)本实用新型直接通过多个CU320模块对各自的机构电机进行控制，不需要另配PLC既可以实现控制功能，而电铲的开斗、喇叭以及通风等控制可以在任意一个CU320上实现；或者也可以单独配一个PLC的CPU模块，但不必作为控制使用，可以作为与上位机的连接通讯中转。
附图说明
图1是本实用新型的一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统的实施例1电气结构图(无PLC配置)；
图2是本实用新型的一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统的实施例2电气结构图(仅配置PLC的CPU模块)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，包括AC/DC电源模块ALM、第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块、第四CU320控制模块、第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块、第四DC/AC电机驱动模块。
AC/DC电源模块ALM输入端连接交流电源，输出端通过共直流母线的方式连接第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块和第四DC/AC电机驱动模块的输入端。
第一DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的提升电机，第二DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的推压电机，第三DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的回转电机，第四DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的行走电机。另外，由于提升电机和推压电机的控制为矢量闭环控制，因此，本实施例中还设置了提升电机编码器PG1和推压电机编码器和PG2，PG1与第一DC/AC电机驱动模块的编码器端口相连，PG2与第二DC/AC电机驱动模块的编码器端口相连。
第一CU320控制模块通过AI端口连接提升操作杆，通过DI端口连接提升限位和提升急停开关，第一CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第一DC/AC电机驱动模块，通过第一DC/AC电机驱动模块控制电铲的提升电机。第一CU320控制模块还通过DO端口连接提升电机抱闸接触器ZDC1，通过接触器ZDC1控制提升电机抱闸TZD1的动作。
第二CU320控制模块通过AI端口连接推压操作杆，通过DI端口连接推压限位和推压急停开关，第二CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第二DC/AC电机驱动模块，通过第二DC/AC电机驱动模块控制电铲的推压电机。第二CU320控制模块还通过DO端口连接推压电机抱闸接触器ZDC2，通过接触器ZDC2控制推压电机抱闸TZD2的动作。
第三CU320控制模块通过AI端口连接回转操作杆，通过DI端口连接回转急停开关，第三CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第三DC/AC电机驱动模块，通过第三DC/AC电机驱动模块控制电铲的回转电机。第三CU320控制模块还通过DO端口连接回转电机抱闸接触器ZDC3，通过接触器ZDC3控制回转电机抱闸TZD3的动作。
第四CU320控制模块通过AI端口连接行走操作杆，通过DI端口连接行走急停开关，第四CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第四DC/AC电机驱动模块，通过第四DC/AC电机驱动模块控制电铲的行走电机。第四CU320控制模块还通过DO端口连接行走电机抱闸接触器ZDC4，通过接触器ZDC4控制行走电机抱闸TZD4的动作。
第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块通过PROFIBUS-DP总线相连。
所述的第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块均扩展一个TM41端子模块，通过TM41端子模块扩展AI端口。
所述的第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块、第四DC/AC电机驱动模块均优选6SL3320系列。
如图1所示，所述的第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块还通过PROFIBUS-DP总线连接上位机，电铲的开斗、喇叭以及通风等控制可以在任意一个CU320上实现。
如图2所示，多个CU320控制模块还可以通过PROFIBUS-DP总线线连接一个CPU315-2PNDP模块，再通过CPU315-2PNDP模块与上位机通讯连接，但不必作为控制使用，可以作为与上位机的连接通讯中转。
以上实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (4)
1.一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，其特征在于，包括AC/DC电源模块ALM、第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块、第四CU320控制模块、第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块、第四DC/AC电机驱动模块；
AC/DC电源模块ALM输入端连接交流电源，输出端通过共直流母线的方式连接第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块和第四DC/AC电机驱动模块的输入端；
第一DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的提升电机，第二DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的推压电机，第三DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的回转电机，第四DC/AC电机驱动模块输出端连接电铲的行走电机；
第一CU320控制模块通过AI端口连接提升操作杆，通过DI端口连接提升限位和提升急停开关，第一CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第一DC/AC电机驱动模块，通过第一DC/AC电机驱动模块控制电铲的提升电机；
第二CU320控制模块通过AI端口连接推压操作杆，通过DI端口连接推压限位和推压急停开关，第二CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第二DC/AC电机驱动模块，通过第二DC/AC电机驱动模块控制电铲的推压电机；
第三CU320控制模块通过AI端口连接回转操作杆，通过DI端口连接回转急停开关，第三CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第三DC/AC电机驱动模块，通过第三DC/AC电机驱动模块控制电铲的回转电机；
第四CU320控制模块通过AI端口连接行走操作杆，通过DI端口连接行走急停开关，第四CU320控制模块通过DRIVE-CLIQ端口连接第四DC/AC电机驱动模块，通过第四DC/AC电机驱动模块控制电铲的行走电机；
第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块通过PROFIBUS-DP总线相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，其特征在于，所述的第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块均扩展一个TM41端子模块，通过TM41端子模块扩展AI端口。
3.根据权利要求1所述的一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，其特征在于，所述的第一DC/AC电机驱动模块、第二DC/AC电机驱动模块、第三DC/AC电机驱动模块、第四DC/AC电机驱动模块均选择6SL3320系列。
4.根据权利要求1所述的一种基于西门子S120的交流电铲变频驱动分散控制系统，其特征在于，所述的第一CU320控制模块、第二CU320控制模块、第三CU320控制模块和第四CU320控制模块还通过PROFIBUS-DP总线连接上位机，或通过PROFIBUS-DP总线线连接一个PLC的CPU模块，再通过此模块与上位机通讯连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021117823.XU CN212210875U (zh) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | 一种基于西门子s120的交流电铲变频驱动分散控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021117823.XU CN212210875U (zh) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | 一种基于西门子s120的交流电铲变频驱动分散控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212210875U true CN212210875U (zh) | 2020-12-22 |
Family
ID=73808219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021117823.XU Active CN212210875U (zh) | 2020-06-16 | 2020-06-16 | 一种基于西门子s120的交流电铲变频驱动分散控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212210875U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118375428A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-07-23 | 攀钢集团矿业有限公司 | 一种5g远程控制电铲及远程控制方法 |
-
2020
- 2020-06-16 CN CN202021117823.XU patent/CN212210875U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118375428A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-07-23 | 攀钢集团矿业有限公司 | 一种5g远程控制电铲及远程控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4949288B2 (ja) | ハイブリッド型建設機械 | |
| CN201525701U (zh) | 天车智能调速控制装置 | |
| CN111082415A (zh) | 电梯系统中的功率源失效期间对ac负载的功率供应 | |
| CN101457537B (zh) | 大型矿用挖掘机交流变频调速装置及其控制系统 | |
| CN212210875U (zh) | 一种基于西门子s120的交流电铲变频驱动分散控制系统 | |
| CN206886459U (zh) | 一种升降机控制系统 | |
| WO2014116036A1 (ko) | 전동기를 구비한 건설기계의 직류단 전압 제어 장치 및 그 방법 | |
| CN203411208U (zh) | 储能型升降机 | |
| CN118683354A (zh) | 一种大负载电动工程车能量回馈电路 | |
| CN201805396U (zh) | 实现串励电机电子换向和四象限工作的装置 | |
| CN204310713U (zh) | 桥式起重机大车变频保护系统 | |
| CN203522604U (zh) | 矿井提升机双绕组同步电机的冗余中压交直交变频装置 | |
| CN216959707U (zh) | 多轴一体型伺服电机驱动器 | |
| CN201240778Y (zh) | 起重机控制系统及包含该控制系统的起重机 | |
| CN111756305B (zh) | 机车用辅助变流器拓扑结构 | |
| CN204454215U (zh) | 双永磁同步主机驱动的自动扶梯或人行道控制系统 | |
| CN210682991U (zh) | 一种桥式起重机调速系统 | |
| CN213937776U (zh) | 一种电机主从控制装置及分布式控制装置 | |
| CN214959299U (zh) | 一种矿用挖掘机变频调速系统 | |
| CN201190055Y (zh) | 电梯群控装置 | |
| CN114436126A (zh) | 塔吊变频一体化控制器 | |
| CN2789817Y (zh) | 抓斗起重机变频器故障切换装置 | |
| CN205772994U (zh) | 一种变频电机控制卷扬上料系统 | |
| CN218549749U (zh) | 一种宽电压范围输入集成式多轴伺服驱动系统 | |
| CN105356509A (zh) | 起重机械矩阵式能量回馈传动系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220314 Address after: 114000 room 411-10, 259 Yueling Road, high tech Zone, Anshan City, Liaoning Province Patentee after: Liaoning Yezhuang green hi tech Industrial Co.,Ltd. Address before: 114051, No. 185, Qianshan Road, hi tech Zone, Liaoning, Anshan Patentee before: University of Science and Technology Liaoning |
|
| TR01 | Transfer of patent right |