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1 引言

　　中铝青海公司炭素厂原料库现有4台上世纪80年代中期生产的桥式抓斗天车(沈阳冶金机械厂)，其承担着我厂每年20多万吨散装物料的装卸和转运等工作。抓斗天车是炭素原料石油焦和沥青等散装料装卸、运送的专用设备，这4台天车电气控制采用继电器-接触器控制，串电阻能耗多级调速，其控制水平低。另外，原料库贮存着大量粉装物料，其厂房内碳粉尘多，环境恶劣，电器故障率高，严重影响着炭素原料输送作业，且每年维修费用很高。为解决这种被动局面，我们采用plc、变频器等电气产品对整车电气系统进行了改造。经过2年实际应用，其结果证明其改造效果十分成功，彻底解决了抓斗天车原来电器故障频繁、器件易被烧的问题，天车控制技术得到大幅提高，天车工作效率提高25%以上(原来每班连续作业7小时才能完成的任务，现在只用5小时左右就能完成)；其次采用先进的控制技术和驱动技术，使天车运行更加节能，高效，安全，可靠。

2 系统设计与主要配置

　　2.1 电器控制柜

　　由于炭素原料库内炭粉尘多、环境较为恶劣，为更好的提高plc、变频器等电器器件的工作稳定性、延长使用寿命和降低其设备故障，其plc、 变频器等电器器件均安装在密闭的控制柜中。

　　2.2主控制器plc及 hmi的选型

　　由于目前电器产品十分繁杂，在天车改造方案确定后，通过项目论证中，技术人员普遍认为选用欧姆龙产品比较理想，由于欧姆龙的电子产品已在我厂应用十分广泛，其质量高、耐用，其产品货源充足、中文资料丰富、备品备件方便，技术服务方便、国内维修便利等特点。尤其是在炭素企业，其要求控制产品要有很高的抗躁性和耐用性。例如，像欧姆龙生产的plc——c200h、c40p已用了20余年，目前仍然正常工作，其日常维护工作很少，且工作十分稳定。另外，欧姆龙的plc编程方式简单、方便、一线维修人员十分熟悉、了解。此外，cp1h系列plc具有快速的处理器，执行基本指令只需0.1μs；最大支持320点开关量；4入2出模拟量功能，分辩率为1/12000；标准搭载4轴高速计数器功能(单相100khz/相位50khz)和4轴100khz高速脉冲输出；标准usb端口；串行通讯端口可自由选择(rs-232c和rs-485)；支持hostlink、nt link、 compobus/s、 devicenet、 profibus-dp、controllerlink、ethernet、协议宏、modbus-rtu等多种通讯方式及串行plc连接功能；支持cpm和cj1系列plc的扩展单元。其天车主控制plc选用cp1h—x40dt—d；扩展模块cpm1a—40edt。

　　nt20s是欧姆龙公司为小型控制系统设计的中型显示器，是一个简单实用的终端机。nt20s分辩率为256×128点，最大画面数达500幅；nt20s有内存、开关自检，通信和其他条件状态设定确认，简单通信确认等维护功能；还拥有不反光荧幕，可以调换背光灯来延长使用时间；即使在恶劣环境下也能运作。

　　2.3 变频器选择

　　抓斗天车一般工作在频繁启动、制动和重载状态；同时，拖动控制变频器首先要满足生产工艺条件为前提，又要耐用、经济、节能。通过对我厂实际使用的多种变频器性价分析，结合本系统控制功能的要求，选择ctv28系列(施耐德生产)的变频器较为适宜，此系列变频器价低质优、抗燥耐用，易实现模拟量控制等特点，也适合炭素恶劣环境使用。其改造费用低。其天车改造配用的变频器参数如下：

　　(1) 大车变频器选用ctv-28hd41 n4 30kw 20hp 62a 380v50hz 1台。

　　(2)小车变频器选用ctv-28hd12 n4 7.5kw 10hp 17a 380v 50hz 1台。

　　(3)提升变频器选用ctv-28hd41 n4 30kw 20hp 62a 380v 50hz 1台。

　　(4)闭合变频器选用ctv-28hd38 n4 28kw 20hp 54a 380v 50hz 1台。