振华场桥

点滴积累之二振华场桥国投镇江港集装箱公司机械队一、振华场桥电气的核心部分的简要说明•1、PLC-变频器系统的整体配置•整个PLC-变频器部分系统如后面两图所示。振华场桥选用富士PLC和变频器，PLC属于MICREX-SX系列，变频器是FRENIC5000VS7S型的。•富士PLC-变频器系统用自有的SX总线作为PLC主站与分站、分站与扩展机架、PLC与变频器的通信媒体。各变频器都作为一个分站，编有各自的站号，PLC以站号来来辩识各分站并与之通信。PLC要写入/读出变频器的数据就和向普通的输出端口输出信号一样。例如起升变频器的地址是STNO：100，那么起升的速度给定就是写%QW100.22。而从变频器读入准备就绪信号%IX100.6.5。•在MICREX-SX通信中，（U11=1）规定每变频器有51个字作为PLC与变频器通信的区域。前22个（%IW***0-%IW***21）字是VG7S到MICREX-SX，后29个字（%QW***22-%QW***51）是MICREX-SX到VG7S。其中***是某变频器上的旋转开关设置的该变频器的站号。(请参阅USERSMANUALPage5757.13.10.2Usedareasandaddressesforassigningdata部分)•••SX总线作为令牌通信方式，各分站按链式排列，在主站的控制下,依次接受令牌。每个站在掌握令牌的时间段内，完成与主站的数据交换。到下一个时段，将令牌交给下一个分站，下一个分站与主站进行通信,依次进行，周而复始。在通信电缆的首、尾两端都接有终端电阻，防止信号的反射而形成干扰•在PLC主站扩展机架的最后一个模块，是通信的光转换模块，它的型号是NP1L-OL2，与它对应，在驾驶室控制柜的PLC远程站的机架上，同样也有一块。所以PLC主站到驾驶室的分站的通讯是通过光纤来进行的。•起升变频器分两部分，一部分是整流部分，它将440V交流电整流为直流通过公共母线分配给两台小车变频器、四台大车变频器作电源。它没有能量回馈部分，电动机制动时(尤其是起升机构重箱下降时)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。•起升变频器的逆变部分给起升电动机供电。与青岛场桥的起升、大车合用一套变频器不同，它的各机构专用各自的变频器。这在常数表的设置上，就不需要有第二台电机的内容。•2、起升机构制动器的控制•因为起升机构受力的特殊性，与水平动作的大车、小车不同，起升机构的制动器控制信号由变频器发出。下图中，变频器的输出端子Y5A接了一个控制制动器的继电器“HBCP”。•制动器打开动作受转控于矩、速度、电动机磁通的水平。制动器在：（1）主电源和控制电源就绪；（2）变频器在无报警状况；（3）变频器得到正转或反转的命令；（4）已经检测到电流达到“过电流”值的1/64；（5）检测到电动机磁通达到功能码“E48”设定的值；（6）检测到正转转矩达到功能码“E46”、反转达到功能码“E47”里指定的水平；（7）转矩偏值就绪。•制动器抱住的动作须：（1）正、反转的命令消失；（2）转速给定/实际转速下降到一定水平。功能码“E38”取“1”指定转速给定，取“0”指定实际转速。指定值在功能码“E39”设置。•（详见：FRENTC5000VG7SUSERSMANUAL4-81（Page169））•3、场桥大车轮子能转向90度，以满足转场的要求。程序中称为Wheelturning。在发动机和电气房侧的腿上，各装有液压泵站和若干电磁阀，司机用转向操作开关发出指令，PLC根据各限位开关的状态逻辑终合后控制进行电磁阀，完成转向动作。转向完成后，PLC收到定位销插入到位的信号，大车才能行走。转场的操作，可以在司机室以“自动”方式，所有腿同时控制动作，也可以在两侧腿上的控制箱内用“手动”方式控制单个腿的操作，以满足维修或故障状况时的控制需要。•场桥无论是在“0”度方向还是“90”度方向行走，都能“纠偏”。纠偏是让一侧的轮子的变频器速度指令比另一侧增加一个增量。就四个腿中每一个腿而言，在“0”度方向还是“90”度方向，是前进还是后退，分别居何侧，情况是不同的。这个判断是由PLC来完成的。•如以下三图所示的(在GANTRY-INV程序段中),在以001开头的段落里,手柄给出的速度指令值分成两路,一路乘上1.15,一路乘上0.85。以002开头的段落里，大车轮在0度状态。开关打“向前纠偏”，1#、2#电动机（南边）1.15倍速度，3#、4#（北边）电动机为0.85倍速度。南边两腿速度快于北边腿，大车向前纠偏。•在以004开头的程序段中，大车轮也在0度状态，则是北边腿比南边腿快，大车向后纠偏。•在以003开头的程序段中，大车轮也在90度状态，开关打“向前纠偏”，1#、4#速度慢，2#、3#速度快，则是东边腿比西边腿快，大车向左纠偏。•在以004开头的程序段中，大车轮也在90度状态，开关打“向后纠偏”，1#、4#速度快，2#、3#速度慢，则是西边腿比东边腿快，大车向右纠偏。•4、振华场桥的吊具钢丝绳采用八绳防摇方式。由于采用八绳防摇方式，在吊具上架安装有三个液压缸，使吊具在水平面可做顺、逆时针各5度的旋转，以及左、右向共500mm的侧移动作。这统称之为“倾转”。吊具上架安装有六个电磁阀，倾转动作可能是一或二或三个电磁阀同时动作，由PLC根据指令综合、控制。•吊具上架上的三个液压缸动作的位置，通过液压缸内安装的磁尺来测量。另外，吊具上架上还安装有四个称重传感器。三个磁尺和四个称重传感器输出的都是4--20ma的电流信号，由上架电气箱里的四个AS-i模块（型号3RK1207-1BQ40-0AA3）作A/D转换成十六位的二进制数。七个传感器的数据通过AS-i总线传送给PLC。•AS-i（achuatorsensorinterface）是执行器--传感器--接口的英文缩写，它是一种用来在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间双向交换信息的总线网络。吊具上架上的四个模块即四个从站，它们的站地址分别为1#、2#、3#、4#。每个模块有两个通道，实际使用了七个通道。•主站位于司机室右侧电气柜左上方门边，型号是NP1L-AS2。主站和从站的连接用的是吊具下垂电缆中的两根芯线，在连接主站和从站的2芯电缆除传输信号外，同时还提供工作电源。•在通信过程中，主站周期地呼叫各从站的地址，并轮流接受从站的应答返回的数据，每个周期是5ms。主站模块上部的LED指示灯在正常时是绿色的，当因为外部干扰，冲乱了从站的地址编号或AS-i通信系统有别的故障时，LED指示灯变为红色。在纠正从站的地址编号或别的故障排除之后，要对主站模块复位，办法是向上拨动模块上部的一个黑色小开关，约六秒钟左右，LED指示灯变绿色时松开，复位成功。•5、起升、小车、大车的动作信号是靠操作手柄产生。每个手柄有“前、后、零位”三个凸轮，产生有、无动作及动作方向的信号。手柄带动一个绝对值编码器，产生与手柄角度正比大小的速度指令。•在满足连锁条件的情况下，动作速度指令由PLC传送到变频器，变频器据此输出相应频率和电压值电压，使电动机转动。电动机轴上装有脉冲编码器，将电动机的转速反馈回变频器，变频器根据它与指令的偏差进行调节，使电动机的转速与指令值一致。•6、小车的位置检测•和青岛场桥一样，本类场桥的小车位置也是由基准点、脉冲编码器的计数，动态地计算出来的。•当小车前进时，基准点选在15.6米处；当后退时，基准点选在3米处。小车前进，每经过前向基准点，将即时的位置置成15.6米；小车后退，每经过后退基准点，将即时的位置置成3米。•之后，在PLC的每一个扫描周期，在前一扫描周期的位置值加上在这一扫描周期脉冲编码器的计数脉冲数折合的行程，作为目前的位置值，即每个扫描周期不停地刷新，求出每个时刻当下的位置值。•有时候，小车速度不正常，该在减速区不减速，该在快速区无高速。•处理的办法就是小车向前经过前减速开关，或后向经过后减速开关，让机器自动做一次重置即可。•上述过程反映在下段程序中。（POSITION/T-POS）•升降机构的位置检测与小车的方法一样。它的基准点选在17.5米高度处。（POSITION/H-POS）二、变频器故障记录与关键参数查询方法•1、在运行中，数字面板上按和键，可以在LED监视器看到设定频率、电动机转速、输出电流、输出电压等值。亮起的LED监视器下方的小灯指示显示量的单位。•2、数字面板按，显示菜单，按到3：OPRMNTR，按进入运行状态监控模式，可以显示设定速度、实际速度、设定频率、设定转矩、电动机温度、输出电流、输出电压等数值。•3、数字面板按，显示菜单，按选1：DATASET，按确认，进入常数设定模式，用选定欲变的常数，确认，显示该常数值，用改变其值，确认，，返回运行状态，常数修改完成。•4、菜单的其他项目的使用见变频器使用手册。•5、当变频器系统有故障时，自动进入故障模式，在LED监视器显示故障代码，代码表如下表。在LCD屏，可以用翻看同时出现的五个故障，以及最近发生的（已复位的）十个历史故障。•6、在故障模式，按进入选择菜单，选7：ALARMINFO，可以查看最近一次故障发生时的运行状况和I/O状况。选8：ALARMHISTORY，可以查看最近的故障、同时发生的多项故障、以及历史故障。•查看和批量修改常数表可以用笔记本电脑，用串口线（RS232）连接变频器的串行插口，利用专用软件Vg7loader进行。三、PLC程序的上传和下载•1、打开程序•在D300的“File”“Open”，出现“OpenProject/UnzipProjec”对话框，选择程序文件（*.mwt/*.zwt)所在途径，“OK”即可。•2、将已打开的程序压缩成.zip格式文件：•在D300的“File”击“SaveProjetAs/ZipProjetAs”，出现对话框，选择程序文件（.zip文件格式)存储途径，“OK”即可。•3、将已改动过的程序编译、下载•在D300的菜单选Build/RebuildProject，编译目前的程序，完成后在右下方出现以下状态栏。•表明编译正常完成。如有错误，可在此查找原因，采取相应的方法解决，到无错误为止。•在D300的工具条上击ProjectControlDialog，出现以下对话眶：•“Stop”，选“Download”出现如下对话框，对Program、Clearretainmemoryarea、ClearFB/SFBvariables、Systemdefinition项前的选择框打勾。“OK”，开始下载。完成后，选“Reset”，“Start”，可以重新工作了。•4、将已打开的程序压缩成.zip格式文件：•在D300的“File”击“SaveProjetAs/ZipProjetAs”，出现对话框，选择程序文件（.zip文件格式)存储途径，“OK”即可。•7、PLC程序中常见点的强制方法•在已打开的程序段，双击要强制的接点，出现如下的对话框，选择TRUE（“1”状态）或FALSE（“0”状态），按Force钮，Close即可。要取消强制，在同一对话框按ResetForce钮。四、历史故障•1、小车位开制动器限开关不到位•小车电动机的制动器在电动机尾部，它的限位开关也在电动机罩壳内。除了不到位的情况以为，还有微动开关不可靠的先例。所以，解决的办法一是调整，或者更换。调整的结果可以用多次顶合制动器接触器，观察其相应PLC模块的限位开关的输入点信号是否正常来判断。接触器分别是TBC1、TBC2，在小车顶上柜内，输入点在驾驶室控制柜，模块是PLC3-1，地址分别是%IX30.08、%IX30.09。在确信制动器肯定动作的前提下，可以以其中的一个反馈信号来替代不到位的那个，临时处理一下，等生产间隙来调整。•2、吊具松绳保护，没有下降动作•吊具上架上有四个重量传感器，或者由于有的传感器损坏，或者因为通信干扰，程序中判断单根钢丝绳受力小于200公斤为