隧道双卷扬平板小车变频控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种隧道双卷扬平板小车变频控制系统；该系统含有PLC可编程控制器、上卷扬变频器、下卷扬变频器、上卷扬驱动电机和下卷扬驱动电机，上卷扬驱动电机的功率大于下卷扬驱动电机的功率，上卷扬变频器和下卷扬变频器分别驱动上卷扬驱动电机和下卷扬驱动电机，PLC可编程控制器的模拟量输出端与上卷扬变频器和下卷扬变频器的模拟量输入端连接，PLC可编程控制器的模拟量输入端与上卷扬变频器和下卷扬变频器的模拟量输出端连接，PLC可编程控制器的开关量输出端与上卷扬变频器和下卷扬变频器的开关量输入端连接；本实用新型专利技术提供了一种运行可靠、安全、操作方便的隧道双卷扬平板小车变频控制系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变频控制系统，特别涉及一种隧道双卷扬平板小车变频控制系统。
技术介绍
目前，在城市隧道工程(如地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程)建设中，开凿隧道施工所用隧道平板小车常采用单卷扬机牵引，使用过程中发生的故障率较高，影响隧道施工工程进度，主要存在的问题有I.由于隧道斜坡的坡度较平缓(一般在6度左右)，当隧道上有异物时会增大隧道的摩擦系数，这时，平板小车下行时容易出现停顿，甚至停止，这时就需要人工排除故障；2.卷扬机牵引钢丝绳出现松绳情况时，会引起平板小车失控俯冲，严重时会造成设备的损坏和发生安全事故；3.由于卷扬机频繁启停,拖动电动机的功率又较大，电动机起动时,不仅大电流会 对电网造成冲击，而且电能浪费严重；4.平板小车上行、下行时间周期不可控，很容易出现故障，同时，现有小车牵引装置的自动化水平偏低，没有自诊断功能。(三)、
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种运行可靠、安全、操作方便的隧道双卷扬平板小车变频控制系统。本技术的技术方案一种隧道双卷扬平板小车变频控制系统，含有PLC可编程控制器、变频器和卷扬驱动电机，变频器含有上卷扬变频器和下卷扬变频器，卷扬驱动电机含有上卷扬驱动电机和下卷扬驱动电机，上卷扬驱动电机的功率大于下卷扬驱动电机的功率，上卷扬驱动电机安装在平板小车运行轨道的上端，下卷扬驱动电机安装在平板小车运行轨道的下端，上卷扬机和下卷扬机的牵引钢丝绳分别挂在平板小车两端，上卷扬变频器和下卷扬变频器的驱动输出端分别与上卷扬驱动电机和下卷扬驱动电机连接，PLC可编程控制器的模拟量输出端与上卷扬变频器的模拟量输入端和下卷扬变频器的模拟量输入端连接，PLC可编程控制器的模拟量输入端与上卷扬变频器的模拟量输出端和下卷扬变频器的模拟量输出端连接，PLC可编程控制器的开关量输出端与上卷扬变频器的开关量输入端和下卷扬变频器的开关量输入端连接；平板小车运行轨道的上端和下端分别安装有上限位开关和下限位开关，上限位开关和下限位开关与PLC可编程控制器的开关量输入端连接；PLC可编程控制器的通讯口与触摸屏连接。上卷扬变频器和下卷扬变频器均可进行速度控制和转矩控制；平板小车上行时，上卷扬变频器采用速度控制，为平板小车提供牵引动力，控制平板小车上行速度，下端卷扬变频器采用转矩控制，为平板小车提供制动张力，防止下端卷扬机出现松绳现象；平板小车下行时，下卷扬变频器采用速度控制，为平板小车提供牵引动力，控制平板小车下行速度，上卷扬变频器采用转矩控制，为小车提供制动张力，防止上端卷扬机出现松绳现象。三相交流电通过第一断路器和第二断路器分别连接到上卷扬变频器和下卷扬变频器的电源端，第一断路器的输出端还依次通过第三断路器和第一接触器与上卷扬制动电机连接，第二断路器的输出端还依次通过第四断路器和第二接触器与下卷扬制动电机连接，上卷扬制动电机和下卷扬制动电机分别驱动上卷扬制动器和下卷扬制动器；单向交流市电依次通过第五断路器、隔离变压器与PLC可编程控制器的电源端连接，单向交流市电还通过第六断路器与遥控器接收器的电源端连接，遥控器接收器通过无线的方式与遥控器通讯，遥控器接收器的开关量输出端与PLC可编程控制器的开关量输入端连接，PLC可编程控制器的通讯口通过MPI总线与触摸屏的通讯口连接；PLC可编程控制器的接触器驱动输出端与第一接触器和第二接触器的驱动线圈连接。上卷扬制动器和下卷扬制动器均为液压制动器，PLC可编程控制器的型号为西门子6SE72162BD230XB0，上卷扬变频器和下卷扬变频器的型号为ACS800-01-0075-3+P901+L502+N651。上卷扬变频器的模拟量输入端含有上卷扬力矩限幅输入端和上卷扬速度限幅输入端，下卷扬变频器的模拟量输入端含有下卷扬力矩限幅输入端和下卷扬速度限幅输入端；上卷扬变频器的模拟量输出端含有上卷扬力矩输出端和上卷扬速度输出端，下卷扬变频器的模拟量输出端含有下卷扬力矩输出端和下卷扬速度输出端；上卷扬变频器的开关量输入端含有上卷扬上升开关量输入端、上卷扬下降开关量输入端、上卷扬低速开关量输入端、上卷扬高速开关量输入端、上卷扬速度/转矩切换开关量输入端和下卷扬联锁开关量输入端，下卷扬变频器的开关量输入端含有下卷扬上升开关量输入端、下卷扬下降开关量输入端、下卷扬低速开关量输入端、下卷扬高速开关量输入端、下卷扬速度/转矩切换开关量输入端和上卷扬联锁开关量输入端。平板小车上安装有测量平板小车速度的小车编码器，小车编码器的脉冲信号输出端与PLC可编程控制器的脉冲信号输入端连接。PLC可编程控制器根据小车编码器的输出信号可测出平板小车的运行速度，然后按模糊控制算法进行负荷智能分配，使平板小车按预设定的加减速曲线运动。与平板小车两端连接的钢丝绳上设有松绳开关，松绳开关与PLC可编程控制器的开关量输入端连接。平板小车上行时，上卷扬机牵引钢丝绳产生牵引动力，下卷扬机牵引钢丝绳产生牵引阻力，这样可以让平板小车两头的钢丝绳始终保持一定张力，有效防止了小车加速、运行、减速、滑行过程中出现松绳的现象。平板小车下行时，由于隧道内轨道的坡度较为平缓，当小车上的物料较少，轨道摩擦阻力较大时，仅仅依靠平板小车自重不足以让平板小车滑行；这时，下卷扬机牵引钢丝绳产生牵引动力，上卷扬机牵引钢丝绳将产生牵引阻力，同时上卷扬机的牵引阻力还要随着小车下行的速度而进行实时调整，确保小车两头的钢丝绳始终保持一定张力，不会出现松绳的情况。变频器无论在速度控制还是在转矩控制模式下，变频器在制动时均存在发电状态运行产生的再生能量回馈到变频器的直流母线上，尤其是转矩控制时变频器会长期处于发电状况，导致变频器直流母线电压泵升。为此，我们采用电阻能耗制动方式吸收多余能量方案，给各变频器配备制动单元和制动电阻，让制动率达到100%，实现连续制动。本隧道双卷扬平板小车变频控制系统具有如下控制功能 单动/联动控制设置此功能，可以让两台变频器非常灵活地进行独立工作和联动工作独立工作时，一般用于调试和设备故障排除，变频器仅处于速度控制模式，并以较低的固定速度运行，以确保设备安全；联动工作时，两台变频器协调工作；正常使用时选择联动功能，变频器可以选择速度和转矩控制；当按下触摸屏或遥控器上的“上行”按钮，小车将按加速一运行一低速一爬行一停止的速度曲线进行向上运行，在预先设定上端停止位停止；当按下触摸屏或遥控器上的“下行”按钮，小车将按加速一运行一低速一爬行一停止的速度曲线进行向下运行，在预先设定下端停止位停止；因小车的当前位置可以通过小车编码器实时监测，因此速度曲线的每个阶段可通过PLC可编程控制器任意设定，给现场调试带来方便，可以进一步缩短一个工作周期的运 行时间，从而提高设备运行效率。 抱闸控制功能本系统的核心部件变频器选用ABB公司的专用ACS800系列的重载性变频器，该变频器具有超强DTC转矩控制技术、170%零速满转矩功能、专用“抱闸时序”功能菜单，在42参数组中，可任意设定“抱闸释放频率”、“抱闸关闭频率”、“防止滑落频率”等参数。“抱闸释放电流”、“力矩强制量”参数均在0-200%范围内可调。所以，打开抱闸装置的条件更加苛亥IJ，只有当磁场力矩建立充分，电磁力矩达到设定值时，才能打本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道双卷扬平板小车变频控制系统，含有PLC可编程控制器、变频器和卷扬驱动电机，其特征是：变频器含有上卷扬变频器和下卷扬变频器，卷扬驱动电机含有上卷扬驱动电机和下卷扬驱动电机，上卷扬驱动电机的功率大于下卷扬驱动电机的功率，上卷扬驱动电机安装在平板小车运行轨道的上端，下卷扬驱动电机安装在平板小车运行轨道的下端，上卷扬变频器和下卷扬变频器的驱动输出端分别与上卷扬驱动电机和下卷扬驱动电机连接，PLC可编程控制器的模拟量输出端与上卷扬变频器的模拟量输入端和下卷扬变频器的模拟量输入端连接，PLC可编程控制器的模拟量输入端与上卷扬变频器的模拟量输出端和下卷扬变频器的模拟量输出端连接，PLC可编程控制器的开关量输出端与上卷扬变频器的开关量输入端和下卷扬变频器的开关量输入端连接；平板小车运行轨道的上端和下端分别安装有上限位开关和下限位开关，上限位开关和下限位开关与PLC可编程控制器的开关量输入端连接；PLC可编程控制器的通讯口与触摸屏连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜少雄，罗全军，
申请(专利权)人：河南华东工控技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：