青岛场桥

点滴积累之三青岛场桥国投镇江港集装箱公司机械队一、青岛场桥电气的核心部分的详细说明•1、场桥电气的最核心部分也在PLC-变频器部分。•与3#桥吊PLC-变频器部分系统除了容量大小的不同以外，场桥PLC-变频器部分还有以下几点不同。•青岛场桥选用安川PLC和变频器，PLC的CPU是316H。变频器大车2用一台VS-G7，小车用两台VS-G7型号，起升和大车1共用VS-686CR5。•PLC主站安装在电气房的（21.2)柜，它的输入、输出模块安装在（21.2)柜里的一个远程分站。驾驶室控制柜（25A）和右操纵台内（49.2)安装了远程分站。每个分站都由一块电源模块PS22AV、一块通讯模块215IO和几块I/O模块组成。•安川PLC-变频器系统用自有的MEMERBUS总线作为PLC主站与分站、PLC与变频器的通信媒体。PLC通过模块216IF与变频器连接。用一块215IF与接成链状的分站网络相连。•••对于PLC，变频器相当于它的输入输出映象区。与变频器数据交换的地址分别是:•变频器输入地址大小（字）输出地址大小站名•VS-686CR5IW090016OW091016H/G1•VS-616G7IW092016OW093016G2•VS-616G7IW094016OW095016T1•VS-616G7IW096016OW097016T2•以系统如何命令起升/大车变频器工作于第二台电动机方式为例来说明数据是怎么传送的。在下面图中，随着大车手柄的动作，大车方式选中，大车接触器2M吸合。输出位OB0901F被置“1”，而OB0901F是控制字里的电动机选择位，“1”表示选择电动机2，于是通过通讯，选择电动机2的命令在控制字中传送了到变频器中，变频器在运行时调用第二套电动机的参数，即S0项各参数。（控制字各位的定义见SV-686CR5说明书附表A-8）。•于是，变频器按照事前设置好的第二台电动机的参数即S0项参数进行控制。有关S0参数的内容请参考《VS-686CR5常数说明》。•PLC主站到司机室分站（包括拖令小车上的部分）的通讯不是用光纤，而是用电缆。•起升用的变频器VS-686CR5分两部分，一部分是整流部分，它将440V交流电整流成直流电，这个直流电除供给起升变频器的逆变部分以外，还分配给另一台大车变频器和两台小车变频器作电源。•场桥变频器没有能量回馈部分，电动机制动时由机械能转换来的电能使公共直流母线的电压升高，为了不使直流母线的电压过高，要把这部分能量释放掉，所以设置了两个制动单元，通过它向电阻放电，以热量的形式散发。•变频器的数字操作面板在正常远行时显示变频器输出的电压、电流、电动机转速等数据；在编程状态可以查看和修改编频器常数；在故障状态则以代码形式显示故障。其中G7编频器还保存前几次的故障记录。•安川的编程软件CP717能在线进入变频器的常数表，可以查看和修改变频器的常数、记录电动机响应的曲线。•2、青岛场桥的200KW起升电动机是永磁转子的同步电动机。永磁转子没有转子铁损和转子铜损，所以电动机的效率较高。同步电动机的启动困难和突加大负载时容易失步的缺陷因为使用了频率和电压可调的变频器而得到弥补。•电动机轴上的脉冲编码器采用磁式编码器，它的金属转子外周有均匀分布的齿，定子上装有永磁体和敏感元件组成的磁场接受器。当转子旋转时，金属齿轮影响磁场接受器接收到的磁通，引起磁通强弱的变化，变化的磁通经过敏感元件后被转换成脉冲信号。从编码器向变频器除了A+、A-、B+、B-脉冲外，还有Z+、Z-脉冲，Z脉冲称为零脉冲，编码器转一周发一个Z脉冲，它用来定位永磁转子磁极与定子磁场的位置。•永磁转子磁极与定子磁场位置的初始值在常数表中设置（E3-18），工程上是在调试时让变频器工作在自学习状况，变频器会自动测试而且记录。•在A、B、Z同一通道使用正、负两个信号，一方面加大了信号幅度，提高了抗干扰能力。另一方面，同一痛道的正、负两个电流，通过电缆流动产生的外磁场为零，不会对别的回路产生干扰源。编码器三个通道的脉冲信号是差动性质，所以用RS-422的通信方式。也就是说，以同一通道两线电位的相对高等来表示“1”信号还是“0”信号。而它们各自对地的电位确切是多少没有关系。•无论是起升机构或小车机构，在钢丝绳圈桶上都没有测量位置的绝对值编码器，它们的实际位置是根据脉冲编码器的脉冲数换算出来的。一旦在高速区没有高速，起升机构可缓慢上升，碰一下上升高度限位；小车机构缓慢行走来回经过减速限位（磁性接近开关）作为初始化，即可恢复正常。•3、青岛场桥与振华场桥都采同斯泰福发电机。发电机不需要外部励磁装置，本身的装置示意图如下。•永磁发电机因为永磁体转子旋转，定子绕组切割转子产生的旋转磁场感应出电压，它发的电压通过AVR（自动电压调节器）的调节给励磁机的定子励磁。AVR是根据主发电机定子输出电压的高低来自动调节励磁机的定子励磁电流。•励磁机的转子切割定子励磁电流产生的磁场,感应出三相交流电，经过装在转子上的二极管整流给主发电机的转子励磁，主发电机的定子感应输出440V的三相交流电压。•AVR的调节功能是当输出电压的频率因为突加负载而有一小范围下降时，能维持输出电压值基本稳定。•AVR电路板安装在主发电机端部里面，打开盖板，通过调整上面的电位器可以调节输出电压及其他特性。•4、主发电机有三菱柴油发动机拖动。柴油发动机的转速是由一个电磁执行机构调节油门控制的。而电磁执行机构是由一个称作电调板的装置控制的。柴油发动机的怠速和高速（额定的1500转/分）是由电位器R1、R2上的电压决定的。发动机起动时，继电器KA2的常闭触点接同228和230点，R1上的电压加到电调板给定输入1#端子。经过时间继电器的延时之后，继电器KA2动作，它的常闭触点打开，常开触点闭合，R2上的电压经过接点229/230输入电调板，发动机进入高速运行。调节R1使怠速速度在600转/分，调节R2使高速速度在1500转/分。•电调板的6、7号端子接入发动机的转速信号，它的工作原理和上文说到的磁式编码器是一样的。•电调板的输出由4、5两个端子通过224、225号线，连接到执行机构，去控制油门的大小，从而控制发动机的转速，也即发电机的输出电压的频率。电调板根据给定的转速和反馈的转速的差，实行比例、微分、积分调节。比例、微分、积分调节是应用十分广泛的一种控制方式，它的优点是不要求有控制对象的准确的数学模型。它是按偏差的比例、微分、积分来调节。偏差大，比例项大，反向调节的作用大，有利于提高控制精度和调节速度。积分是偏差对时间积分，只要有偏差存在，这一项就越来越大，调节也越来越强，所以有利于消除稳态误差。过大的比例发放大和积分容易使系统发生振荡而不稳定。微分项是反映偏差的变化速率，起提前调节的作用，有一定的阻尼作用，能够提高反应速度和减少超调，有利于系统的稳定。三者是由电调板表面的P、D、I三个电位器调节。一般的调整方法是，先将三个电位器都调到最小，然后逐渐调大比例，到发动机转速有规律的摆动，即振荡时，回调一点，进入正常状况；然后，在加重载时，加大积分，也到振荡的临界点稍稍回调；微分也同样处理。•（有关资料介绍有更精确的调试方法）可能要三个量反复调，找个稳态转速降、超调、响应速度都能兼顾的结果。三者调好之后，转速可能会变化，还要调一下R2，让转速回到1500转/分。•5、青岛场桥的小车位置没有用绝对值编码器检测，是用从变频器读入的速度反馈值与基准点（前、后减速行程开关）的位置计算出来的。所以，有时候刚上电时可能在减速区无减速或不在加减速区无高速，可以让小车来回经过一次减速行程开关，进行一次初始化。由程序可知，每当向前经过前减速行程开关（接近开关在小车左侧，感应磁铁在左梁），设置位置为14.4米,每当向后经过后减速行程开关（接近开关在小车右侧，感应磁铁在右梁），设置位置为4.6米。有关计算见详见以下程序，关于位置计程序的原理请参考2000型桥吊小车位置检测的程序说明部分。与小车类似，起升机构的位置检测也是用速度反馈值与基准点的位置计算出来的。基准点定在凸轮行程开关的上停止，行程开关的上停止到位，起升位置设定为18米。（见程序H130018-0036）•6、青岛场桥的电气房没有工控机，仅有一个触摸屏，有故障时触摸屏上能显示故障代码及简单提示。处理故障要靠查故障代码表，因此，将故障代码表附于本文之后。•二、历史常见故障•1、小车制动器不到位故障•故障代码：3412，提示：27MCB271-2THR开路。按照提示，应该是小车制动器电动机热继电器动作，使空开27MCB跳闸。其实，多数是因为小车制动器限位开关不到位而至。调整小车制动器限位开关即可排除。•因为IB02684通，使MB00246E通，使OB02F09得电，27MCB的脱扣线圈动作，27MCB跳闸。•2、发动机从怠速不转高速•一般是转速模块没有动作形成。正常时，当发动机怠速运转后，转速模块里的继电器“CC”应该闭合，时间继电器“IDEL”有电，到整定的时间（大约是三分），继电器“KA2”吸合，转速给定电位器“R2”上的电压送入电调板的给定输入端，发动机转入高速（请参考本ppt.第10页附图）。从现象上，可以很方便地发现。怠速运转后，正常时时间继电器“IDEL”的红色指示灯应该亮。否则在检查线路没有其他故障的前提下，判断为换转速模块坏，只有更换转速模块。•3、大车制动器电源模块坏•大车制动器电源模块一方面给制动器线圈提供90V的直流电压，另一方面它还给PLC反馈“MON”、“HEAT”两个反映制动器运行状况的信号（见原理图p023、p061A）。再，在大车停止的0.35秒内，仍然保持有输出，以减少停车时的震动。所以在有一个模块坏的情况下，可以用一个220V/220V的隔离变压器和两个二极管给制动器线圈供电，同时，把另一模块的“MON”、“HEAT”两个反映制动器运行状况的信号并过来。在程序中（H04.02)，添加延时350ms断的环节。•4、大车变频器报“PGO”•在检查大车变频器编码器线路确无开路情况时、还可能的原因是1、编码器坏；2、电动机-减速机等组成的传动机构有问题（已经发生过两次减速机坏的先例）,从而编码器不转动,没有脉冲发出,判断为“PGO”。排除上述第一个可能的办法是将故障变频器设置成无编码器闭路控制方式。例如对于起升变频器，是VS-868CR5变频器，大车行走是它的“第二台电动机”的功能，所以要将常数“S0-02”由“3”改为“0”，即控制方式由“带PG的矢量控制”变成“不带PG的V/f控制”。•而如果是大车2#是VS-G7变频器，因为它只带一台电动机，则应将常数“A1-02”由“3”改为“2”。即控制方式由“带PG的矢量控制”变成“不带PG的矢量控制”。•如果能走动，就可以断定是编码器坏，否则就是电动机-减速机等组成的传动机构有问题。•5、发动机达到高速发电机不发电•上面说到，发电机不需要外部励磁，是由它内部的励磁系统自动工作的。但是，当发动机转速比较高时，发电机是不应该发电的，因为过高的频率和过高数值的电压对后续电路有不好的影响。所以，在转速模块中有一“超速”继电器，当发动机转速过高时控制发电机内部的励磁系统不起作用。•“LS”的常开在怠速时应闭合，“OS”的常闭在超速时打开（它们都在转速模块里,参考本ppt.第20叶图纸）。也就是说“43”和“44”线在正常时是应该连通的，而它是接到发电机的电压调整板去的（在发电机端部的盖子里面）。但是一旦两个接点有一个接触不良，发电机就不会发电。所以发生这种现象，首先应该检查这个回路，确实的话，更换转速模块。•如下图，•6、变频器选择卡出错•控制送不上，触摸屏上报“变频器故障”。变频器显示故障代码为CPF22，经查资料，提示原因是通信选择卡的故障。•停电后，打开变频器盖，检查通信板，把通信板拔下，从新插入，可以小心地插拔几下。把插头、插座的氧化层磨掉。从新送电，如果通信板本来就没有损坏，故障就算排除了。•场桥的起升变频器、小车变频器都发生过这种故障。•三、常用应急情况解决办法•1、转速模块故