一种装车系统牵引绞车变频控制系统的制作方法

本实用新型涉及装车系统的控制技术领域，尤其涉及一种装车系统牵引绞车变频控制系统。

背景技术：

原煤外运装车系统牵引绞车共两台，电机型号为Y225M—6，功率30ＫＷ，两台电机都是用两个交流真空接触器，通过两个按钮，正反转操作进行控制，在进行原煤外运装火车时，要求车皮缓慢前行，不能太快也不能太慢，这样就只能点动开车，开一下就要停掉，不至于车皮走动太快，而导致煤装不满车皮，点动开车频率在每分钟45－50下，还要时刻观察车皮速度，人员工作量很大。而牵引绞车电机启动电流是其额定电流的5－7倍，长时间频繁带负荷启动电动机，致使电动机寿命下降，平均每半年就坏一台电机，由于频繁启动电动机，导致真空接触器过热，真空触头粘连断不开，从而停不掉车，影响其安全运行。具体缺点如下：1、在进行原煤外运装火车时，只能点动开车来达到车皮缓慢前行，绞车速度控制困难。2、点动开车人员工作量大。3、长时间带负荷频繁点动开车，不仅易损坏接触器，也致使电动机寿命下降。4、接触器损坏粘连，影响安全运行，一旦发生事故，则后果不堪设想。5、维修人员工作量大。

技术实现要素：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种装车系统牵引绞车变频控制系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种装车系统牵引绞车变频控制系统，包括有控制箱、操作箱、变频器和牵引绞车电机，在所述的控制箱内安装有PLC控制模块、旋转轴编码器和零位开关，在控制箱上面安装有主令手把，所述的旋转轴编码器与主令手把连接，旋转轴编码器还与PLC控制模块的高速计数输入端连接，所述的零位开关接入PLC控制模块的输入端，PLC控制模块的信号输出端连接所述的变频器的输入端，变频器的输出端与PLC控制模块的输入端连接，变频器的输出端还与牵引绞车电机的输入端连接，在所述的操作箱上设有前进后退选择开关、启动按钮、停止按钮和急停按钮，所述的前进后退选择开关、启动按钮、停止按钮和急停按钮分别接入PLC控制模块的输入端。

所述的PLC控制模块的型号为西门子S7-300 CPU314C-2DP 。

所述的旋转轴编码器的型号为：光洋KOYO TRD-J1000-RZ。

所述的变频器的型号为：ABB ACS550-01-087A-4。

在现场加装一个本地控制箱，安装有PLC扩展模块，作为原装车皮带系统的分站，与原装车皮带系统整合，在地面皮带机集控室上位机实时监控。自制加工的操作箱与本地控制箱PLC连接，显示绞车的启动、运行、故障，操作箱上通过选择前进／后退转换开关来选择绞车运行方向，安装一个主令手把，用主令手把带动手把下的旋转轴编码器，通过推动主令手把来增加或减小轴编码器的脉冲数，PLC采集轴编码器的脉冲数，变换成4－20MA控制信号，来控制变频器，通过改变变频器的频率来控制电机的速度，按启动按钮，手把拉到最小位，绞车以最小速度8HZ的频率运行，慢慢推动手把，频率逐步增加，绞车速度逐渐加快，手把推到最大位，绞车以最大速度50HZ的频率运行。按停止按钮，绞车停止运行。

利用变频调速来控制绞车电机的运行频率，利用人机界面技术，通过加装PLC分站，采集主令手把下带动的轴编码器的脉冲数据，转换为4－20MA控制信号，控制变频器，从而达到减小启动电流，达到无级调速的目的；再与地面皮带机集控室上位机联网，进行实时监控运行状态。

本实用新型的优点是：1、本实用新型由于使用变频调速，绞车在装车时电流只有9.5A，极大的节约了电能，平均每月大概节约用电10000度，工业用电0.7元每度电算，一年节约电费大概8.4万元。平均每月节约真空接触器CKJ5－125型：15只，约合7500元（一年约合9万元）。年增加效益约17.4万元。

2、本实用新型绞车速度控制简单方便，减少了操作司机与维修人员工作量，节约了很多材料费和电费，保证了系统运行安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理框图。

图2为变频器的外接电路图。

图3为PLC控制模块的输入端外接电路图。

图4为PLC控制模块的模拟输出端外接电路图。

图5为为PLC控制模块的数字输出端外接电路图。

图6为轴编码器脉冲转换为4-20MA电流程序图。

图7为绞车正向、反向控制程序图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，一种装车系统牵引绞车变频控制系统，包括有控制箱1、操作箱2、变频器3和牵引绞车电机4，在所述的控制箱1内安装有PLC控制模块5、旋转轴编码器6和零位开关7，在控制箱1上面安装有主令手把8，所述的旋转轴编码器6与主令手把8连接，旋转轴编码器6还与PLC控制模块5的高速计数输入端连接，所述的零位开关7接入PLC控制模块5的输入端，PLC控制模块5的信号输出端连接所述的变频器3的输入端，变频器3的输出端与PLC控制模块5的输入端连接，变频器3的输出端还与牵引绞车电机4的输入端连接，在所述的操作箱2上设有前进后退选择开关9、启动按钮10、停止按钮11和急停按钮12，所述的前进后退选择开关9、启动按钮10、停止按钮11和急停按钮12分别接入PLC控制模块5的输入端。

所述的PLC控制模块5的型号为西门子S7-300 CPU314C-2DP 。

所述的旋转轴编码器6的型号为：光洋KOYO TRD-J1000-RZ。

所述的变频器3的型号为：ABB ACS550-01-087A-4。

元器件连接及控制说明：

如图6、7所示，轴编码器及零位开关安装在控制箱主令手把下方，轴编码器与主令手把连接在一起，推动手把带动轴编码器旋转一个角度，从而对PLC发出若干的脉冲数，通过控制手把的推动的行程，来控制轴编码器的发出的脉冲数。轴编码器通过接入PLC的高速计数输入端，让PLC来采集轴编码器的脉冲数，编写PLC内部程序，转换为一个4-20MA的电流输出，接入变频器控制端，控制变频器的频率。

控制手把在设定的零位时，零位开关闭合（零为开关接入PLC的输入端），这时PLC对轴编码器不计数。推动手把零位开关断开，PLC对轴编码器进行计数。

控制箱上安装有“前进/后退”旋转开关，以及起动、停止、急停按钮，接入PLC输入端，再通过编写PLC的内部程序，输出相应接点接入变频器的输入端来控制变频器输出电源相序。

变频器输出的的“前进运行信号、后退运行信号、故障信号”再返回给PLC的输入端，用于对变频器的运行状态进行监控。