西门子6ES7331-7HF01-0AB0参数方式

西门子6ES7331-7HF01-0AB0参数方式

因PLC可编程序控制技术具有通用性强、使用方便、性高、抗干扰能力强、编程简单和操作维护方便等特点,其广泛应用于水库、渠道闸门的自动化技术改造上，可提高闸门运行的性和自动化程度。本文结合希尼尔水库闸控自动化系统建设，谈一下PLC可编程序技术在水库闸控自动化中的应用。 

1、前言

一套比较完善的闸门自动化监控系统，是基于在线自动测量技术、自动控制技术、计算机技术、图像监控技术，由相关的软件和通讯网络组成，它按“无人值班、有人看护”要求进行系统设计，特别是故障自诊断程序的设计，要求系统具有高的性和性，才能真正实现全自动的运行。系统发生故障时，要能立即停止闸门的运行，同时在监控计算机上显示故障信息，帮助运行人员采取紧急措施，确保闸门的运行。

2、工程概况

新疆巴州希尼尔水库位于孔雀河流域的尉犁县境内，是巴州世界银行项目塔里木盆地灌溉与环保二期工程子项目之一。水库北距库尔勒市20km，南距尉犁县城 27km，地理坐标位置为东经86°13′～86°18′，北纬41°33′～41°38′。水库从孔雀河分水枢纽引水，经库塔干渠总干渠输水，是注入式大(2)型平原水库。一期设计库容为0.98×108m3、大坝高20m，相应设计水位为913.6m，死库容为0.1×108m3，死水位 905.8m，一期水面面积16.74km2。

希尼尔水库工程包括：主、付坝、引水闸、引水渠、放水闸、分水闸(东干渠与西干渠)及附属设施等。坝体为砂砾石均质坝，坝宽6m，上游坝坡1∶2.5，下游坝坡1∶2;坝体坝体防渗采取斜铺复合膜(两布一膜)结构，其中膜厚0.75mm，无纺布规格为200g/m2;坝上游护坡设计为砼板护坡，砼板厚15-22cm，混凝土设计标准为C30 W8 F300。坝基防渗，根据地质情况的不同，分别采取PE塑膜、塑性混凝土防渗墙、水泥土防渗墙三种不同形式的防渗方式。

3、希尼尔水库闸门自动监控系统设计

3.1系统设计目标

(1)实现3孔闸门的远程控制和现地控制相结合;

(2)完成实时数据采集、水文数据整编、定时打印报表和运行参数;

(3)闸门开度控制精度为±1cm;

(4)具有闸门防卡死、越位、启闭机过负荷等保护报警功能;

(5)系统故障自诊断。

3.2系统概况

系统以PLC可编程序控制器作为现地控制，采用原有的常规手动操作启闭机功能，同时增设远程接口控制电气回路，接受PLC可编程程序控制器的动作。系统层为计算机监控系统，它包括监控计算机、服务器、集线器、以太局域网，实现各计算机之间的通讯。控制层内由一台PLC可编程序控制器来完成，它负责闸门开启度、水位(东干渠、西干渠与放水渠)等水文数据的实时采集，由于水闸的自动化控制系统在距离水闸大约700m的水库调度室监控，系统的现地 PLC控制单元与上位监控计算机的通讯采用光纤通讯，采用直接与Modbus Plus网中的PLC通讯存取信息的方式，将采集给监控计算机，输出模块控制闸门的动作。这种结构的系统，在上位机出现故障时，也不影响现地控制的操作。

3.3控制模式

3.3.1远程手动方式

当控制模式选择远程点动方式，在监控计算机选择点动操作，在工控机或上位机上用鼠标单击所需要动作的闸门，进行上、下、停操作。

3.3.2现场手动操作方式

当控制模式选择为现场手动操作方式，则在任何情况下现场控制箱选择现场手动操作时，远程对此闸门的操作无效，现场测控屏上可以进行常规的手动按钮操作方式。

3.4 PLC选型

系统控制对象为闸门，由于远程控制，操作人员不在启闭机现场，为确保系统，实现闸门启闭机的上、下、停操作以及显示工作状态，根据系统的要求，PLC主要使用的模块有：

①DI模块用于闸门启闭机的数字量采集，监控系统的运行状态;②DO模块用于继电器输出，控制闸门的运行;③AI模块监控闸门开度以及启闭电动机电压、电流。

根据3孔闸门实现远程控制系统数据采集和监控的特点，选用Modicon Tsx Micro可编程系列控制器，采用模块化结构设计，CPU单元型号可选用TSX37-22，此PLC可编程系控制器是专为OEM而设计的PLC，具有加固性、紧凑性及可扩展性等特点。其开关量I/O大可至256点，同时具备模拟量I/O、高速计数以及网络通讯等扩展模板。

3.5编程及程序运行

采用施耐德公司的PL7编程软件，用梯形图方式，对闸门控制进行编程，从程序的内容2种形式的程序设计。

3.5.1开环程序设计

对闸门的点动操作、手动操作、定位操作都采用开环程序设计。点动操作、手动操作作为非定量操作，定位操作为给定闸门上、下运行时，闸门的惯性及闸门的刹车性能不一样，所以编程时，要考虑定位控制的补偿问题。

3.5.2故障自诊设计

由于本系统为远程集中控制，闸门操作人员不在现场，如闸门故障发生，要及时停止启闭机的运行，并能够对故障信号、事故信号实时报警显示，否则将发生严重事故。启闭机主要有以下的故障类型：①闸门卡死故障。当闸门下降时，水闸下有杂物住平板钢板闸门，闸门不能继续下降。②闸门运行限故障。闸门一般有闸门槽，不能过此高度，否则闸门出槽，此为限故障。③闸门过载故障。通过对电机电流的监测，当出现比较大电流时，说明电机过载。

4.结束语

综上所述，PLC是现在应用较多的一种控制装置，不但可代替继电器系统使硬件软化，而且具有运算、通讯、联网等功能。希尼尔水库闸门启闭原来靠人工来控制闸门运行，水闸实现自动化改造后，即由常规在控制箱控制改造为计算机监控，它按照“无人值班、有人看护”原则要求，在系统中应用PLC控制技术进行设计，实现闸门自动化监控，投入的资金少，既减少值班人员，又减轻值班人员的工作强度，实现闸门管理的科学化、现代化，对提高闸门控制的性、性、充分发挥水库工程效益，有着重要而又积的意义。

十多年前从法国引进一条二手毛条生产线，该生产线由型号为GC12-CPA的头针机(Automatic Threading)和型号为GC 12 Type 91的尾针机(Automatic Ball Doffing)组成。整条生产线长50多米，宽4米多。它是毛纺、毛织行业的生产设备。原设备是由继电接触器控制的。经过十多年的运行，设备已经老化，生产效率低，有些元件已无备品，特别是继电控制板的双路继电器损坏多，这些元件在国内已无替代品。一旦设备出现故障，往往停产几天，严重影响生产。为此，对该生产线进行技术

十多年前从法国引进一条二手毛条生产线，该生产线由型号为GC12-CPA的头针机(Automatic Threading)和型号为GC 12 Type 91的尾针机(Automatic Ball Doffing)组成。整条生产线长50多米，宽4米多。它是毛纺、毛织行业的生产设备。原设备是由继电接触器控制的。经过十多年的运行，设备已经老化，生产效率低，有些元件已无备品，特别是继电控制板的双路继电器损坏多，这些元件在国内已无替代品。一旦设备出现故障，往往停产几天，严重影响生产。为此，对该生产线进行技术改造。

1 头针机和尾针机的工作流程和技术改造的思维

头针机是一条将毛、涤纶丝等粗纤维梳理成初级毛条胚料、螺旋形地落在料桶中的机组;尾针机是将6～12根毛条胚料纺成毛条并自动落球的机组。头针机和尾针机的工作流程分别如图1、图2所示。

从图1、图2的工作流程我们发现有几个技术问题是考虑的。

(1)毛或涤纶等丝状物质在纺纱过程中受拉力。起动时拉力要小，匀速时拉力可大，减速时拉力又要小。这种变速控制在原继电接触电路中是通过对主轴电机的快速和慢速控制来实现的。

由于毛条经历起动→加速→匀速→减速→停止→落球(或落桶)的运动，如用变频器控制电机，很容易实现。而且通过变频器可以改变电机电源的频率，从而改变电机的输出速度和输出力矩，使毛条能在适当的拉力下运动。因此，决定采用变频器控制。

(2)毛或涤纶在纺制成毛条的过程中，故障保护相当重要。原电路图的各种保护设计特且合理。其中包括断纱保护、罗拉搭接保护、出条器故障保护、搭接区故障保护等。当出现任一故障，都会导致保护而使全线停车。这些故障保护如果用PLC编程很容易实现。

图 3为使用PLC和变频器控制的主电路示意图。由于生产线的头针机和尾针机是分离的，各自立控制，其主电路基本相同，但控制的输人/输出点和具体控制的内容不同。故此头针机采用三菱FX2N-64MR型PLC和韩国LG的STARERT-iS5型变频器，尾针机采用三菱FX2N-80MR型PLC和韩国 LG的STARERT-iS5型变频器。图3中部分触点没有标注文字符号，这是由于头针机和尾针机使用的控制触点不同的缘故。

(3)头针机和尾针机的落料都采用了限位开关、电磁阀、气动控制，但其机构有很大的不同。从头针机输出的毛条胚料螺旋形地落在落料器的料桶中。落料器是一个直径为3米的旋转平台，内置4个大料桶。平台由电动机驱动有进出滑道和定位机构。

尾针机的落料过程比较复杂。机器启动后，毛条自动搭接卷缠在绕纱针棒上，当毛条的长度达到设定值(例如420米)，计数器P1到达(如图2所示)，快车停止，交换过程开始。机器转到低速，到接近开关BQ10，延时。再到接近开关BQ20，机器停止，驱动压臂(arm)压下，触动行程开关SQ45，钳板(silver locker)动作。到触动行程开关SQ46，驱动推出器(ejector)向前，将毛条球推出落下。之后触动行程开关SQ47，驱动推出器向后。碰行程开关SQ48，压臂复位合上，到触及行程开关SQ49，计数器复位预置为0，延时后搭接器(silver overlapper)向上，将毛条纱搭接在绕纱针棒上，延时后触动行程开关SQ55、SQ56，机器低速运行，延时后搭接器复位，交换过程结束。机器快速，开始另一循环。

以上的交换过程，以及机器运动中的循环控制，都可通过PLC编程实现。

2 对毛条生产线进行技术改造的一些原则

用PLC和变频器技术来改造旧的生产线，与新建一个PLC变频器控制的生产线不同，做起来并不大容易。因为操作工人都已熟悉原生产流程和生产工序，已熟悉各种操作按钮、开关及各监视的视听设备。因此改造过程满足：

(1)保证维持原生产线的电路控制逻辑，且要便于操作;

(2)尽量使用原电动机、电磁阀、行程开关，接近开关和电源变压器等，做到控制线路的接线编号与原编号一致;

(3)使用原操作主令元件，例如起动按钮，转换开关，停止按钮，急停按钮，暂停按钮等;

(4)保证各种监视机器运作的指示灯动作不变，例如正常工作指示、故障指示、缓行指示、交换指示、复位指示等;

(5)对生产线的各种故障停机，例如压力保护停机、出条断纱停机、毛条绕上下针棒停机、纱架无纱停机、马达保护停机等，要能保证实现，且有较高的灵敏度;

(6)保证电源频率可调。

本文针对我厂的机泵采用一备一主的运行方式，提出了利用PLC搭建控制平台，实现一台变频器对互备的两台机泵进行拖动的目的。用 PLC和变频器搭建的程控系统，不但实现了设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的性和性，而且提高了企业经济效益和工作效率。因此，该系统在石化行业具有一定的工程应用和推广。本设计只是对PLC与变频器搭建系统基本功能的初步探讨，在此设计的基础上，还可以增加其它自动的控制功能，如两段进线，其中一段低电压时，可实现相互备自投，此外还可以进行通讯等，这些功能在不额外的增加硬件设备就可

 　一、引言

风机、泵类等由电机拖动的设备，其耗电量占据了我厂总用电量的绝大多数，从目前我厂此类设备的运行情况来看，在节能方面有的潜力可以挖掘。根据工艺流程特点和需要，我厂区各装置中泵类设计使用上，一般在同一工艺点中均采用两台同容量泵(一主泵、一备用泵)。为了节能和自控的目的，目前针对机泵一开一备的方式可以有两种解决方案：将主机加装变频器;或将主机和备机同时加装变频器。但是，上述两种方案都存在不同的弊端，种方案当备机运行时将不能实现节能和自控(备机运行时间基本等同与主机);后一种方案则造成设备的闲置浪费(两台变频器在同一时间内只有一台运行)。

二、解决方案

我们设一下，如果能够用一台变频器带动两台电动机运行，并用控制设备对其操作进行控制，这样一来，即可发挥变频器的优势，又可以节省资金的投入。变频器的技术已经比较成熟，基本型的变频器都有一拖二甚的功能，但是使用常规电器搭建控制部分则非常困难，同时因大量使用继电器、时间继电器又将造成控制部分的度降低和故障率的升高，因此很少有这样的设计方案。可编程控制器(PLC)是近年来发展为，应用面广，它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、性高、性能价格比高等优点，已在工业控制的各个领域得到了为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。

本设计正是基于以上背景，在原有设备的基础上添加一台PLC，利用PLC控制，实现变频器一拖二控制电机改造，用一台变频器带动两台电机调节转速，实现一机多用，大限度的提高设备利用率，挖掘增效潜力。既提高了自动化水平，又节约电能，一举两得。

本方案采用OMRON公司的CPM1A型PLC，输出形式继电器，并结合适当的外围设备搭建控制变频器的控制系统，具有使用性高、响应速度快、动作准确、功能可扩展性强、外围设备少、、抗干扰能力强等特点。所以本文考虑设备数量及应用场合，选择CPM1A。因为它具有性高、体积小、扩展方便，使用灵活的特点。选其型号为CPM1A-30CDR-A。I/O点为30点;电源类型为AC型，范围100V~240V;输出方式为继电器输出型。性能如下：2048程序存储器;2048数据存储器;18点输入，12点输出;可扩展3个模块;对于大型控制工程，18点输入不能满足点数要求时，可以通过 I/O扩展模块进行行输入点数的扩展。CPM1A多可扩展到54个输入点。若要增加PLC电源的性，我们可以选择CPM1A-30CDR-D型机，功能同上，但其电源为直流24V，由另购UPS供电。

三、工艺控制要求及功能

1， 正常的开停泵：系统处于自控状态时,正常情况下，电机均由变频器对其自身变频调速，由工艺提供4~20mA电流信号驱动变频器对电机调速(也可以由变频器设定)。当投入1#电机时，由一段电源供电;当投入2#电机时，由二段电源供电。

2， 正常的倒泵：如1#泵运行时需倒入2#泵：按动2#泵启动按钮，1#泵自动由变频运行转到1#泵旁路运行(若在倒泵时，1#泵已经旁路运行，则1#泵无切换线路动作)，2#泵由变频器供电运行。

3， 故障情况下的控制：

1， 变频器故障：当电机正常而变频器故障时，可自动断开故障段，同时自动接通本台电机所在旁路，确保电机正常运行，以满足工艺生产要求。

2， PLC故障：将控制开关转至手动控制，此时现场电机控制不经过PLC，由常规电器控制。

3， 电机故障：无论系统处于自动控制还是手动控制，均可切断电机电源进行保护。

四、系统控制原理

由控制器运算并控制执行器件进行合分闸动作，且由电流继电器、VWF的辅助触点等器件反馈信号，控制器、执行器等共同构成控制回路。

原理图如下：

(原理图)

目前，就系统控制要求来讲。

ⅰ) 可以应用继电器控制来实现。其特点是价格，电路简单，但是由于受外界环境的影响较严重，寿命短易误动作，且不易维护。以前工业中多采用此方案。

ⅱ) 一种是PLC来做控制器。PLC即可编程控制器(Programmable Controller 简称PLC或PC)：它以微处理器为，地将微型机计算机技术、自动化技术及通信技术融为一体。

与以往继电器控制系统相比，由于PLC具有性能好、环境适应强，性能。PLC高性、能适应恶劣环境、运行时间长、速度快，可直接应用于工业环境具有很强的的抗干扰能力广泛的适应能力和应用范围，这也是区别一般微机控制系统的一个重要特征。所以当今大多大数中型企业都是使用PLC。

五、系统设计

1、系统流程图

系统流程图说明

启动电机时，若预将启动电机M1，按SB1-1启动——KM1-1吸合——VWF启动。此时流程分两种路径：种，若PLC检测到VWF运行且无故障 ——KM1-2吸合——电机M1经过VWF所在的主回路完成启动;二种，若PLC检测到VWF运行且有故障——KM1-1断开——KM1-3吸合——电机M1通过旁路启动。

若PLC接收到当电机M1启动过程中或正常运行后出现的故障，则PLC按顺序依次断开或停止电机M1运行回路的所有接触器及VWF。启动电机M2同理。

倒泵时，若欲将1#泵倒入2#泵(即停止M1，启动M2)，此时流程分两种路径，若之前MI运行在主回路，则依次断开或停止KM1-2——VWF—— KM1-1，之后再使KM1-3吸合，这时完成M1运行回路的自动切换使其旁路运行。在PLC给KM1-3发送接通指令的同时，延时0.2S启动电机 M2，当M2正常运转后，按SB1-2停止M1，完成整个倒泵操作。由2#泵倒入1#泵同理。

2、主回路及控制回路接线图

六、PLC控制设计

本设计选用CPM1A-30EDR-A 型PLC，输出形式继电器形。

1、I/O点分配

输入点 作用 输出点 作用

00000 M1启动输入(KA1常开点) 01000 KM1-1

00001 M1停止输入(KA1常闭点) 01001 KM1-2

00002 M2启动输入(KA2常开点) 01002 KM1-3

00003 M2停止输入(KA2常闭点) 01003 KM2-1

00004 1QF空开常开点 01004 KM2-2

00005 2QF空开常开点 01005 KM2-3

00006 VWF状态点常开S3 01006 VWF启动S1

00007 VWF故障点常开S4 01007 VWF停止S2

00008 热元件1FA

00009 热元件2FA

00010 电流继电器KI1和KI2常开

00011 电流继电器KI3和KI4常开

注：电流继电器KI1和KI2接在电机M1出现电缆端，电流继电器KI3和KI4接在电机M2出现电缆端，作用检测电机是否过流，发信号。

2、PLC硬件接线图

3、应用程序

根据流程图设计的系统梯形图

七、变频器接线图

结论

本文针对我厂的机泵采用一备一主的运行方式，提出了利用PLC搭建控制平台，实现一台变频器对互备的两台机泵进行拖动的目的。用 PLC和变频器搭建的程控系统，不但实现了设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的性和性，而且提高了企业经济效益和工作效率。因此，该系统在石化行业具有一定的工程应用和推广。本设计只是对PLC与变频器搭建系统基本功能的初步探讨，在此设计的基础上，还可以增加其它自动的控制功能，如两段进线，其中一段低电压时，可实现相互备自投，此外还可以进行通讯等，这些功能在不额外的增加硬件设备就可以实现。

针对桥式抓斗控制系统存在的问题，采用变频器和PLC控制进行改造，很好的效果，值得推广应用。

1 引言

广东省云浮发电厂5T桥式抓斗是由操作台、运行机构和桥架组成的。运行机构是由三个基本立的拖动系统组成：

大车拖动系统。拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动(以操作者的坐向为准)，大车的行走由2台11kW绕线电机牵引。

小车拖动系统。拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。小车的行走由1台3.7kW的绕线电机牵引。

抓斗吊拖动系统。拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合运动。抓斗的升降绳和开闭绳各由1套卷扬机构，卷扬机构的驱动电机为2台30kW绕线电机。

抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。在抓斗的使用过程中存在以下问题：

(1)由于采用转子串电阻的方法调速，机械振动大，行车不稳定，定位困难，抓斗摆动严重，容易造成机械设备的损坏。转速随负荷变化，调果差，所串电阻因长期发热而使电能消耗较大，效率较低。

(2)抓斗的电机采用绕线电机，经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热，造成维护量大。另外，操作员在抓斗定位时，经常打反车，使电机产生过载现象，影响电机的使用寿命。

(3)由于抓取搬运工作的距离较近，电机处于频繁启动及变速状态，控制电机的时间继电器和交流接触器处于频繁动作状态，电气元件容易损坏。

(4)在抓取原煤后提升时，难以保证升降绳与开闭绳均匀受力，严重影响钢丝绳的使用寿命。

交流变频器调速已广泛应用到许多领域，而PLC可以实现输入、输出信号的数字化，利用编程能实现多种功能，由二者配合构成的数字控制系统，可大大改善原有的控制系统的功能，也可以解决桥式抓斗故障率高的问题。

2 改造方案

2.1 采用PLC进行系统控制

将抓斗外围电控设备输入信号接入PLC的I/O模块，同时根据抓斗实际工况对PLC进行合理编程。控制原理图如图1所示。

图1 桥式抓斗控制原理框图

(1)PLC具有闭锁启动功能，司机在启动设备前把主令控制器全部切至零位和桥抓的进出门的门限开关到位，才能接通主电源。操作主令开关上有状态指示灯，通过指示灯的闪烁频率来显示各种故障状态。

(2)抓斗提升和开闭操作有钢丝绳高限位保护，大车、小车有行程开关保护，各个设备的保护动作只影响设备本身的动作。

(3)所有的变频器的故障信号都接入PLC，大车的两个变频器中有一个有故障信号，大车就不能动作。其它的变频器出现故障只影响设备本身的动作。

(4)抓斗提升与下降、闭合和开启以及小车前行和后退、大车左行和右行有操作互锁。

(5)大车、小车速度的档位切换，可实现平稳切换。

(6)禁止司机利用打反车来对大车和小车进行定位。

(7)实现提升绳和开闭绳的自动追速功能。

2.2 电机的改造

用变频器调速替代原有的串电阻调速方式,电机可改为鼠笼电机,取消原有串电阻调速的外围电路的时间继电器与交流接触器。大车的两台电机用11kW的鼠笼电机，小车的电机用3.7kW鼠笼电机，开闭和升降电机都用30kW的鼠笼电机。

2.3 变频器的应用

变频器启动电机为软启动，同时大车的两台行走电机可通过变频器将两台电机传动做电气的联锁互动，可将其在电气控制上设计成主从控制,从而使大车运行振动减小，运行平稳，定位准确，在开闭和升降的控制变频器的程序里设置。当变频器的输出力矩达到设定值时，机械抱闸方可打开。另外，在抓斗运行的过程中，开闭变频器或升降变频器出现故障，机械抱闸会抱死，抓斗不会溜钩;在桥抓的总电源停电时，机械抱闸也会抱死。

2.4 电气制动

液压抱闸系统在改造时将与变频器进行电气联锁。即只有变频器有大转矩输出时，液压抱闸才能松开。当变频器没有转矩输出时，液压抱闸合闸，锁死机械装置。所使用的变频器在电机制动时，会出现电机处于再发电运行状态，变频器就需制动电阻耗散这部份能量，同时使电机的制动能力提高。

3 系统配置及选型

3.1 变频器的选择

(1) 变频器容量的选定

变频器容量的选定一般要满足表1所列的要求。

式中: PM —负载要求的电动机轴输出，kVA;

VN —额定输出电压V;

IN —额定输出电流A;

η —电机效率(约0.85);

k —电流波形补偿系数(约1.05～1.1);

—电机的功率因素。

选用的变频器的容量要比电机的额定容量大一档。

(2) 提升和开闭变频器选用专门用于起重的变频器

(3) 过载能力为额定电流的150%，持续60s

根据表1选用的ABB变频器如表2所示：

3.2 PLC的选择

(1)基于桥式抓斗工作环境粉尘多以及在运行过程中振动大，PLC的防护等级要高，一般达到IP67;

(2)有数字量输入通道和模拟量输入通道。模拟量输入通道用于对电流信号的处理,选用西门子的LOGO230R。

3.3 制动电阻容量的选择

制动电阻用于将电动机的再生电能转换成热能而消耗掉。

(1)制动电阻RB的阻值

一般情况下，RB的大小要使制动电流不过变频器额定电流的一半为宜，即

RB≥2UD/IN (1)

UD—变频器的直流回路电压V;

IN—变频器的额定电流A;

(2)制动电阻的功率PB

PB≥UD2/RB (2)

(3)制动电阻的选取

根据式(1)和(2)，选择的制动电阻如表3所示

备注：有两台大车变频器，每台变频器用两个电阻。提升、开闭和大车变频器的电阻使用并联的接法。

(4)制动电机的阻值及其容量，也可以选择厂家提供的与变频容量相匹配的放电部件。

4 PLC和变频器组态时要考虑的问题

(1)桥抓司机在卸煤时，为了赶快完成任务，经常利用打反车来对小车和大车实行，这种做法会缩短大、小车控制电机的寿命和加大传动机械的磨损。为了杜绝桥抓司机的这种做法，在PLC编程时，在大、小车的操作指令中加入0.2s的延时，这样就可以使打反车不起作用。

(2)抓斗开闭、升降防溜钩。利用变频器本身具有的功能通过合理的设置使其达到抓斗开闭、升降防溜钩的要求。

通过设定变频器的输出力矩达到大输出力矩的20%(可以根据实际情况来设定)时，机械抱闸才能打开。

(3)自动追速功能。抓斗在抓取物料后提升时，往往只有开闭钢丝绳受力，容易使其损坏，这是要求提升钢丝绳在快的时间里与开闭钢丝绳一起受力。为达到这个要求，在PLC程序里设计一段小程序，其原理如图2所示。

当提升电机电流AI1小于开闭电机电流AI2的95%(这个值可根据现场的实际情况作适当的修改)时，模拟量比较模块就发出信号“1”，如果这时提升、闭号存在，PLC发出提升750r/min的信号到提升变频器，而开闭变频器得到的信号是700r/min，从而达到追速的作用。当提升与开闭电机的出力平衡时，提升电机的转速就切换回700r/min，与开闭电机的转速一样。

5 结束语

(1)由于用鼠笼电机取代了绕线电机，了电刷和滑环经常出的故障。

(2)采用变频调速后，电机可以在基本停住的情况下进行抱闸，闸皮的磨损情况将大为改善。

(3)控制系统的故障率低。原控制系统是由复杂的接触器、继电器系统进行控制，故障率高，采用PLC和变频器调速系统后，控制系统简化，性大为提高。

(4)节能效果好。绕线电机在低速运行时，转子回路的外接电阻消耗大量的电能，采用变频调速系统后，可以节约外接电阻消耗的大量电能。

(5)调速质量明显提高。采用了变频调速系统后，调速精度可达1%，且调速平稳。