基于PLC程序和变频控制实现ECL天车调速

段福泰 赵家玉

摘 要：本文以铝电解用ECL多功能天车为研究对象，解决天车遥控输入到变频器的信号有限问题，通过PLC控制系统开关量的处理，实现PLC控制系统输出到变频器的变量增加，在不更换遥控系统的情况下实现天车行走档位的增加，从而实现天车提速，提高劳动生产率。

关键词：ECL天车；PLC；变频器

引言

ECL多功能天车是铝电解生产的关键设备，主要用于电解生产的打壳、换极、出铝、抬母线等作业，天车的运行速度能有效提高劳动生产率。由于我厂所使用的ECL多功能天车为法国进口的第一代产品，在设计的时候大车、工具小车、出铝小车的行走只设计了两个档位，低速频率为5Hz，高速为45Hz，从低速到高速时跨度大，对减速箱冲击大，曾多次出现减速箱蜗杆冲击过大损坏的现象，且生产工艺的调整对天车的使用越来越频繁，长时间在低速下行驶导致用车紧张，高速速度过快不安全，需增加一个过渡速度来调节，但我们所使用的遥控系统只的两个档位，不能实现多个档位的输出，通过升级天车PLC控制程序，重新编写程序控制变频器输入，增加1个天车行走档位，缩减速度差，提高操作安全平稳性。重新设置变频器程序，增加二档速度频率，提高高速档频率，让大、小车行走速度更适应生产操作，提高电解生产作业效率。

1系统设计

控制装置硬件选用原车AB公司 SLC500系列，Allen-Bradley SLC 500 PLC是一个基于机架的中型控制系统，由控制器、离散量模块、模拟量模块和特殊输入输出模块、外围设备组成。变频器选用输入电源电压范围为三相交流 380V～480V 的施耐德ATV71 系列。

由于天车遥控只能提供两个输入信号至PLC，只能靠PLC的逻辑控制实现对变频器的多档位控制，从安全考虑当ECL天车的各机构不在上限位时不允许天车高速运行，特别是打击头不在上限位时。

因此PLC的逻辑控制要求打击头不在上限位只能一档低速行驶，其他机构不在上限位可以二档行驶，所有机构均处于上限位时可以三档高速运行。控制系统如图 1。

2變频器相关参数设定

（1）恢复出厂设置 ，并进行快速调试 （1.1简单启动）根据电动机铭牌写入相关参数。自整定：若显示“未完成”，则选择“请求自整定”，直到显示完成，即完成自整定。

（2）在1.3设置中设置SP2（预设速度2）为20Hz，SP3（预设速度3）为42Hz。加速时间ACC一般设为2S；减速时间DEC一般设为1S。

（3）在1.5输入/输出设置中进行LI1-LI5的设置，LI1正转，LI2反转，LI3变频器运行，LI4二档速度，LI5三档速度。R1设置为故障报警，R2设置为抱闸。

（4）ATV71可预设2、4、8或16个速度，相应的需要1、2、3、4个逻辑输入，在1.7应该功能中设置预设速度。依据表 1 分别设定频率参数 SP1-SP3（关于频率设值可以根据系统控制要求来设定）。

3系统程序设计

PLC 输出O：10/0作为主启动信号，I：3/8作为前行信号，I：3/9作为高速信号，I：3/10作为后行信号。二档三档的速度主靠机构的联锁进行控制，由PLC输出模块控制。 梯形图程序如图 2 所示。

4结束语

当多功能天车从低速到高速时跨度大，对减速箱冲击较大，且所使用的遥控系统不能实现多个档位的输出时，通过升级天车PLC控制程序，重新编写程序控制变频器输入，增加多个天车行走档位，缩减速度差，提高操作安全平稳性。本文给出的基于PLC 为控制核心的变频调速系统可以提高工作效率，确保操作的安全性。PLC 控制程序编制简单，具有高可靠性和实用性，满足不同的速度调节要求。

参考文献：

[1] ATV71异步电机变频器软件V1.2 编程手册，2007.

[2] Logix5000 控制器梯形图编程手册（中文版 ），2009.

[3]陶权，吴尚庆.变频器应用技术[M].广州：华南理工大学出版社，2007.

[4]徐国林.PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2007（07）.