基于PLC程序和變頻控制實現ECL天車調速

段福泰 趙家玉

摘 要：本文以鋁電解用ECL多功能天車為研究對象，解決天車遙控輸入到變頻器的信號有限問題，通過PLC控制系統開關量的處理，實現PLC控制系統輸出到變頻器的變量增加，在不更換遙控系統的情況下實現天車行走檔位的增加，從而實現天車提速，提高勞動生產率。

關鍵詞：ECL天車；PLC；變頻器

引言

ECL多功能天車是鋁電解生產的關鍵設備，主要用于電解生產的打殼、換極、出鋁、抬母線等作業，天車的運行速度能有效提高勞動生產率。由于我廠所使用的ECL多功能天車為法國進口的第一代產品，在設計的時候大車、工具小車、出鋁小車的行走只設計了兩個檔位，低速頻率為5Hz，高速為45Hz，從低速到高速時跨度大，對減速箱沖擊大，曾多次出現減速箱蝸桿沖擊過大損壞的現象，且生產工藝的調整對天車的使用越來越頻繁，長時間在低速下行駛導致用車緊張，高速速度過快不安全，需增加一個過渡速度來調節，但我們所使用的遙控系統只的兩個檔位，不能實現多個檔位的輸出，通過升級天車PLC控制程序，重新編寫程序控制變頻器輸入，增加1個天車行走檔位，縮減速度差，提高操作安全平穩性。重新設置變頻器程序，增加二檔速度頻率，提高高速檔頻率，讓大、小車行走速度更適應生產操作，提高電解生產作業效率。

1系統設計

控制裝置硬件選用原車AB公司 SLC500系列，Allen-Bradley SLC 500 PLC是一個基于機架的中型控制系統，由控制器、離散量模塊、模擬量模塊和特殊輸入輸出模塊、外圍設備組成。變頻器選用輸入電源電壓范圍為三相交流 380V～480V 的施耐德ATV71 系列。

由于天車遙控只能提供兩個輸入信號至PLC，只能靠PLC的邏輯控制實現對變頻器的多檔位控制，從安全考慮當ECL天車的各機構不在上限位時不允許天車高速運行，特別是打擊頭不在上限位時。

因此PLC的邏輯控制要求打擊頭不在上限位只能一檔低速行駛，其他機構不在上限位可以二檔行駛，所有機構均處于上限位時可以三檔高速運行。控制系統如圖 1。

2變頻器相關參數設定

（1）恢復出廠設置 ，并進行快速調試 （1.1簡單啟動）根據電動機銘牌寫入相關參數。自整定：若顯示“未完成”，則選擇“請求自整定”，直到顯示完成，即完成自整定。

（2）在1.3設置中設置SP2（預設速度2）為20Hz，SP3（預設速度3）為42Hz。加速時間ACC一般設為2S；減速時間DEC一般設為1S。

（3）在1.5輸入/輸出設置中進行LI1-LI5的設置，LI1正轉，LI2反轉，LI3變頻器運行，LI4二檔速度，LI5三檔速度。R1設置為故障報警，R2設置為抱閘。

（4）ATV71可預設2、4、8或16個速度，相應的需要1、2、3、4個邏輯輸入，在1.7應該功能中設置預設速度。依據表 1 分別設定頻率參數 SP1-SP3（關于頻率設值可以根據系統控制要求來設定）。

3系統程序設計

PLC 輸出O：10/0作為主啟動信號，I：3/8作為前行信號，I：3/9作為高速信號，I：3/10作為后行信號。二檔三檔的速度主靠機構的聯鎖進行控制，由PLC輸出模塊控制。 梯形圖程序如圖 2 所示。

4結束語

當多功能天車從低速到高速時跨度大，對減速箱沖擊較大，且所使用的遙控系統不能實現多個檔位的輸出時，通過升級天車PLC控制程序，重新編寫程序控制變頻器輸入，增加多個天車行走檔位，縮減速度差，提高操作安全平穩性。本文給出的基于PLC 為控制核心的變頻調速系統可以提高工作效率，確保操作的安全性。PLC 控制程序編制簡單，具有高可靠性和實用性，滿足不同的速度調節要求。

參考文獻：

[1] ATV71異步電機變頻器軟件V1.2 編程手冊，2007.

[2] Logix5000 控制器梯形圖編程手冊（中文版 ），2009.

[3]陶權，吳尚慶.變頻器應用技術[M].廣州：華南理工大學出版社，2007.

[4]徐國林.PLC應用技術[M].北京：機械工業出版社，2007（07）.