一、 前言
行車是工業現場常用裝備，用來實現貨物在三維空間中的轉運。其中水平面兩個方向的運動分別由大、小車完成，稱為行走系統；垂直方向的運動則由起升機構負責。大多數的行車通過釣鉤與被運物體相連，當被運物體為粉狀時，則需要通過抓料斗，這就是抓斗行車。該類行車在提升部分一般均配置兩臺電機，專門負責升降運動的電機稱為主卷電機，另一臺稱為閉合電機，除了負責抓斗的打開和閉合（丟料和抓料）外，還將配合主卷電機一起出力進行升降運動。
重鋼燒結廠現有抓斗行車均為串級調速加繼電器/接觸器控制方式，故障率高，維護費用及時間均很大，給生產造成不良影響，為此需對其技術改造，而采用變頻調速技術是解決上述問題的關鍵，現以其3#行車技術改造為例介紹有關情況。(歡迎來電咨詢　 河南廣潤自動化設備有限公司　網址：m.xtze.cn   手機：15515598858 )
二、 電氣系統配置


 行車系統機械參數
載重量（含抓斗自重）：20噸 起升高度：25.6米 跨度：31.5米
大車電機： 2* 15KW 小車電機：7.5KW
主卷電機:： 90KW 閉合電機：90KW
 行走系統改造配置
大、小車分別選用EMERSON 公司EV2000-4T0300G和EV2000-4T0011G各一臺，分別配置15kw、30kw制動組件各一套，以消耗停車時返回變頻器的能量。由于較為簡單，本文不詳細描述。
 主卷/閉合變頻器
對于提升所需變頻器，必須選用高性能矢量控制變頻器，這里選用了艾默生TD3000-4T1320G兩臺，分別控制主卷電機和閉合電機，考慮到系統的長期使用以及可能出現的超載情況，在變頻器選型方面我們相對電機功率放大2檔。由于抓斗上升和下降是由主卷電機和閉合電機共同出力完成，而且在抓料操作時，為了盡可能多抓料，必須使用“點動降”使主卷鋼繩保持松弛，因此，當抓料完成時，主卷鋼繩是松弛的。若兩臺變頻器都為速度控制方式，則不能解決主卷鋼繩和閉合鋼繩的受力平衡問題，容易導致閉合電機、閉合變頻器、閉合鋼繩過載，因此要解決好上述問題，主卷變頻器必須支持速度/轉矩控制在線切換功能，而且閉合電機用變頻器必須有轉矩輸出功能，兩者通過邏輯有效配合方可完成。
 速度反饋（編碼器）
為了更好的實現空中起車和轉矩控制功能，本次改造選用配套編碼器，型號為E80H型，線數512P/R，編碼器與電機軸的連接采用軸套式安裝，這種配置可以充分利用TD3000 變頻器 0速200%的力矩以及內置的零伺服功能，確保消除啟/停時的“溜鉤”現象
 制動單元和制動電阻
抓斗下降過程中，電機處于發電狀態，再生能量將導致變頻器的直流母線電壓上升到危險電壓，因此制動組件是必須選配的。經驗表明，制動組件配置容量應該相對于變頻器容量適當放大，具體情況與行車起升高度、制動單元的比較大制動使用率、電機和變頻器的配置余量以及制動電阻散熱條件等環境因素有關。由于抓斗下降是可能持續較長時間的過程，我們選用的TD3000配套制動組件，該制動組件具備100%ED的制動能力，
 PLC
本系統中選用了PLC來實現整個系統的邏輯控制，主要功能如下：
1. 變頻器啟/?？刂?；
2. 控制抱閘，保證電機軸停止時抱閘才抱住，既不提前，也不延后；
3. 主卷變頻器控制方式切換（速度控制/力矩控制）。
4. 系統安全連鎖功能
a) 行車上各個進出口的門以及操作室的門在打開狀態下，禁止操作。
b) 大、小車軌道兩端設限位開關限制車體超越。
c) 沖頂限位。
d) 各操作手柄未處于零位置時，上電被禁止。
e) 主卷和閉合變頻器中任意一臺變頻器報故障時，兩臺變頻器均立即停止輸出（自由停車），同時抱閘合閘。
f) 任何時刻斷電，系統將立即停止，抱閘合閘。PLC故障時，各操作命令無效（PLC無輸出），這時，抱閘閉合，行車處于安全停止狀態。但不排除PLC誤輸出松閘信號，雖然這種概率極小，一旦出現這種情況，司機可按“急停”按鈕，切斷控制電源，使抱閘閉合。

三、 參數設置
主卷和閉合用變頻器參數如下：
3#抓斗行車變頻器主要參數表
主卷  閉合
參數號 設定值 說明  參數號 設定值 說明
F0.02 1 閉環矢量  F0.02 1 閉環矢量
F0.04 40 運行頻率  F0.04 40 運行頻率
F0.05 1 端子控制  F0.05 1 端子控制
F0.08 42.5 上限頻率  F0.08 42.5 上限頻率
F0.10 2 加速時間(秒)  F0.10 2 加速時間(秒)
F0.11 2.5 減速時間(秒)  F0.11 2.5 減速時間(秒)
F1.01 90 額定功率(KW)  F1.01 90 額定功率(KW)
F1.02 380 額定電壓(V)  F1.02 380 額定電壓(V)
F1.03 183 額定電流(A)  F1.03 183 額定電流(A)
F1.05 585 額定轉速(RPM)  F1.05 585 額定轉速(RPM)
F1.11 0.048 定子電阻(Ω)  F1.11 0.047 定子電阻(Ω)
F1.12 7.6 定子電感(MH)  F1.12 7.9 定子電感(MH)
F1.13 0.029 轉子電阻(Ω)  F1.13 0.032 轉子電阻(Ω)
F1.14 7.6 轉子電感(MH)  F1.14 7.9 轉子電感(MH)
F1.15 7.3 互感(MH)  F1.15 7.5 互感(MH)
F1.16 90.7 空載電流(A)  F1.16 88.2 空載電流(A)
F3.00 1.5 P1  F3.00 1.5 P1
F3.01 1.5 I1  F3.01 1 I1
F3.02 2.5 P2  F3.02 2.5 P2
F3.03 0.5 I2  F3.03 0.5 I2
F3.07 160 電動轉矩限定  F3.07 160 電動轉矩限定
F3.08 160 制動轉矩限定  F3.08 160 制動轉矩限定
F5.05 32 X5速度/轉矩控制切換  F5.11 5 PA/PC速度高于信號
F5.11 5 PA/PC速度高于信號  F5.15 14 FDT電平
F5.15 12 FDT電平  F6.08 4 AO1輸出轉矩指令電流
F6.03 0.012 模入濾波時間(S)  F6.10 -90 AO1零偏
FA.03 1 風機一直運行  F6.11 1.8 AO1增益
FB.00 512 編碼器線數  FA.03 1 風機一直運行
FB.04 5 零速檢測值(RPM)  FB.00 512 編碼器線數
FD.00 9 僅顯示運行頻率和電流  FB.04 5 零速檢測值(RPM)
    FD.00 9 僅顯示運行頻率和電流
為保證提升的平穩性，合理選擇加減速方式是非常必要的，實踐證明選用S曲線啟停方式非常適合提升，即：電機剛啟動時以極低速度運行一段時間，其間加速度也較小，然后再以與加速時間相對應的加速度將電機速度提高，接近設定速度時再以較小加速度運行至設定值。減速過程與加速過程類似。這種方式可有效地減小電機啟/停時的沖擊電流。(歡迎來電咨詢　 河南廣潤自動化設備有限公司　網址：m.xtze.cn   手機：15515598858 )
四、 總結
抓斗行車變頻改造后，很好地解決了主/閉鋼絲繩受力平衡問題，軟啟軟停方式大大降低了起制動時的沖擊電流，再加上變頻器本身具有完善靈敏保護功能，極大地提高了行車運行的可靠性，延長了系統的使用壽命。以下為改造后的有關數據：（以一年前改造的三臺行車為例）
 鋼絲繩消耗僅為改造前的20%；
 電機從未燒壞，改造前為平均1臺/月；
 其它低壓電器及機械設備的壽命也得大大提高；
 總維護成本為改造前的10~15%；
 實際運行中，主卷和閉合電機二者的運行電流相差僅3A左右，出力均衡度極高，證明TD3000確實是優秀高性能矢量控制型變頻器
以下是新老系統的各項對比：
抓斗行車新老系統對比
項目 老系統 新系統
主要控制手段 串級調速，繼電器-接觸器硬件邏輯 變頻調速，PLC軟件邏輯
調速性能 有級，且調速范圍小 無級
速度控制 開環，精度低 閉環，精度高
比較低運行頻率 較高頻率 可到0Hz
起/制動沖擊電流 直接投高速檔時，7Ie 2Ie
鋼繩受力平衡功能 無 有，且精度非常高
控制元件可靠性 繼電器-接觸器，低 PLC，高
控制元件壽命 繼電器-接觸器，低 PLC，高
故障率 高 低
維護技術要求 高 低
維護成本 高 低
綜合產能 低 高