变频器在起重机上的应用

概述
目前ABB 有两套变频器系统，配置带防摇功能的提升软件，应
用于汕尾垃圾电厂的垃圾吊项目。该系统最大提升重量为10 吨，
提升速度：上升45 米/ 分钟，下降60 米/ 分钟；大车速度60
米/ 分钟；小车速度50 米/ 分钟。
由于特别在抓取垃圾堆场角落的垃圾时，要控制抓斗的摆幅和位
置，防止抓斗与墙壁碰撞，造成抓斗损坏；同时也要控制抓斗在
投料口的停止位置，保证能准确的把垃圾投入料斗。

ABB 解决方案
此垃圾吊分为三个机构：提升，大车，小车。分别采用ABB 的
ACS800 变频器。具体如下：
提升机构（110kW）：ACS800-01-0205-3+P901+D150+E210+
L502+L503+K454+N697
大车机构（15kW）：ACS800-01-0020-3+P901+E210+L502+
L503+K454+N816
小车机构（11kW）：ACS800-01-0016-3+P901+E210+L502+
L503+K454+N816
此方案采用提升软件和防摇软件配合使用，通过初始位置测定吊
臂的摆长，通过提升机构的编码器计算实际高度的吊臂长度，来
补偿实际位置高度的摆长，这样来计算实际的摆角，通过控制大、
小车在启动和停止时的加速度，来控制实际的摆角，减小摆动幅
度。见下图实际波形：

同时通过计算，测出大小车最大速度时的停车距离，
然后根据实际情况，安装限位开关，配合PLC控制，防止抓斗碰撞。
项目挑战
• 抓斗在停止时摆动幅度大，不易控制
• 容易和垃圾料场墙壁碰撞，造成抓斗损坏
• 在投料口由于抓斗摆动，造成大量垃圾散落

上位采用西门子的S7-200 PLC，与提升，大、小车通过Profibus
通讯来控制。同时，三个机构的变频器，通过内部的光纤通讯，
来实现内部数据的传输。

ABB 优势
• 通过提升软件和防摇软件配合使用，改善了抓斗的晃动程度，
降低了抓斗碰撞的风险，提高了投料精度
• 系统简单，其中程序嵌入ABB 变频器中，不需要在PLC 中
进行复杂的运算
• 成本低廉，性价比高，通过ABB 变频器来实现防摇控制，不
需要添加其他的传感器和装置
• 采用ABB 高性能变频器ACS800 系列，产品可靠，维护简单
客户得到的益处
• 减少抓斗因碰撞引起的损坏，减少维修成本
• 提高投料精度，改善生产效率
• 降低故障时间
• 系统简单，客户容易操作和维护
三个机构需要安装制动电阻，编码器，来实现快速启停，同时实
现精确的位置控制。电机的抱闸直接由变频器控制，不需要进入
PLC，简单易控。由于现场电机电缆较长，需要在变频器的输出侧，
安装DU/DT 输出滤波器，实现长距离控制。