塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，塔式起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)是為塔機(jī)吊載行為改變作業(yè)半徑(變幅)提供水平運(yùn)動(dòng)動(dòng)力的傳動(dòng)裝置，該裝置主要由電機(jī)、減速箱、卷筒、以及變幅控制系統(tǒng)等構(gòu)成，由于塔機(jī)變幅范圍大(通常0-50/60米)、運(yùn)行速度快，在變幅過程中對(duì)吊重產(chǎn)生的沖擊比較大;就塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的調(diào)速控制技術(shù)而言，變幅機(jī)構(gòu)多采用自耦變壓器分檔帶動(dòng)雙速或三速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)變幅機(jī)構(gòu)調(diào)速，這些調(diào)速方式均不能實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，且對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沖擊較大，由于上述調(diào)速方式屬全功率調(diào)速，會(huì)造成設(shè)備運(yùn)行能耗大、可靠性降低、故障率升高、維護(hù)成本增高、維護(hù)困難等問題。為了克服這些問題，現(xiàn)有技術(shù)中也有采用更先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)的，但其變幅電機(jī)調(diào)速多采用檔位控制方式，設(shè)定檔位頻率，采用檔位給定的頻率來實(shí)現(xiàn)梯級(jí)變頻的效果，檔位間速度是階梯性的，無法實(shí)現(xiàn)變幅電機(jī)的平滑無級(jí)調(diào)速。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，采用電流控制無級(jí)調(diào)速方式，使塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)在司機(jī)操控下，可以平滑地從零速穩(wěn)定地升到最高速度，從最高速度到零速調(diào)整也相同，這樣就提高了塔機(jī)的整機(jī)工作效率和工作穩(wěn)定性。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，包括聯(lián)動(dòng)臺(tái)、限位信號(hào)采集裝置、P LC控制器和變頻器;其中:所述限位信號(hào)采集裝置、變頻器分別與PLC控制器相連，所述變頻器分別與聯(lián)動(dòng)臺(tái)和變幅機(jī)構(gòu)的變幅電機(jī)連接，所述聯(lián)動(dòng)臺(tái)、變頻器、變幅機(jī)構(gòu)的變幅電機(jī)、減速機(jī)和滾筒構(gòu)成一個(gè)順控回路。
[0005]進(jìn)一步地，所述聯(lián)動(dòng)臺(tái)還設(shè)置有電流調(diào)速模塊，用于將聯(lián)動(dòng)臺(tái)的手柄位置信息轉(zhuǎn)換為4_20mA的電流信號(hào)，通過變頻器模擬量輸入端進(jìn)入變頻器，變頻器編碼分別對(duì)應(yīng)輸出0-50Hz之間的不同頻率。
[0006]進(jìn)一步地，在PLC控制器和變頻器之間通過低速電阻回路開關(guān)并聯(lián)有低速電阻支路。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0008]1、聯(lián)動(dòng)臺(tái)控制手柄位置決定輸出電流的大小，并直接控制變頻器頻率輸出。
[0009]2、電源輸入后經(jīng)變頻器頻率可以按照要求改變。
[0010]3、無級(jí)調(diào)速:增加調(diào)速的平滑性，增大調(diào)速范圍，調(diào)速精度高，效率快;變速平穩(wěn)、無沖擊，可以大大改善變幅機(jī)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的使用情況，提高了塔機(jī)的運(yùn)行安全性。
[0011 ] 4、啟動(dòng)電流低、變速時(shí)電流變化不大，對(duì)工地電網(wǎng)沖擊小，減輕了用戶電網(wǎng)擴(kuò)容的負(fù)擔(dān)，節(jié)電效果明顯。
[0012]5、易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化控制。
[0013]6、可選擇設(shè)定調(diào)速范圍，提高了塔機(jī)的工作效率，節(jié)能的調(diào)速方式，減少了系統(tǒng)運(yùn)行能耗。
[0014]7、零速抱閘，并且可以減少對(duì)制動(dòng)器的磨損。
[0015]8、變幅機(jī)構(gòu)采用電流控制的變頻調(diào)速可以設(shè)定比較低的就位速度，用于精確吊裝。
【附圖說明】
[0016]本實(shí)用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種塔機(jī)變幅機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括:聯(lián)動(dòng)臺(tái)1、限位信號(hào)采集裝置2、P LC控制器3、變頻器4、變幅電機(jī)5、減速機(jī)6、滾筒7;其中:
[0019]限位信號(hào)采集裝置2、變頻器4分別與PLC控制器3相連，聯(lián)動(dòng)臺(tái)1、變頻器4、變幅電機(jī)5、減速機(jī)6、滾筒7構(gòu)成一個(gè)順控回路;變幅電機(jī)5、減速機(jī)6、滾筒7為變幅機(jī)構(gòu)。
[0020]所述限位信號(hào)采集裝置2是塔機(jī)設(shè)備運(yùn)行過程中用于采集塔機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)的行程及極限限位保護(hù)的行程限位開關(guān)信號(hào)的裝置;其構(gòu)成包括:帶連軸器的齒輪系，凸輪組，行程開關(guān);通過齒輪系的變比關(guān)系把被控制對(duì)象的運(yùn)行行程情況反饋到凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)上，用凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)位置撞擊行程開關(guān)，行程開關(guān)觸點(diǎn)動(dòng)作(開或閉)傳遞信號(hào)給控制器;其工作原理是:將限位信號(hào)采集裝置安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于起重機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上或因受力發(fā)生形變運(yùn)動(dòng)的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程限位開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，限位信號(hào)采集裝置是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。限位開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在塔機(jī)的變幅控制電路中，用限位信號(hào)采集裝置輸入PLC，經(jīng)PLC的邏輯運(yùn)算控制輸出回路來控制變頻器輸出，進(jìn)而改變變幅機(jī)構(gòu)電機(jī)的速度，達(dá)到對(duì)變幅機(jī)構(gòu)的向前、向后限位保護(hù)作用和安全運(yùn)行作用。
[0021]所述聯(lián)動(dòng)臺(tái)I還設(shè)置有電流調(diào)速模塊，用于將聯(lián)動(dòng)臺(tái)的手柄位置信息轉(zhuǎn)換為4-20mA的電流信號(hào)，通過變頻器模擬量輸入端進(jìn)入變頻器，變頻器編碼分別對(duì)應(yīng)輸出0-50Hz之間的不同頻率，從而使變頻器帶動(dòng)變幅電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，變幅電機(jī)執(zhí)行向前或者向后動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)變幅電機(jī)的無級(jí)變速。
[0022]聯(lián)動(dòng)臺(tái)手柄位置決定的電流調(diào)速模塊的輸出電流進(jìn)入到變頻器的模擬量輸入端產(chǎn)生速度大小信號(hào)，即手柄位置決定的預(yù)期速度(此預(yù)期速度由司機(jī)操作人員根據(jù)現(xiàn)場情況需要操作聯(lián)動(dòng)臺(tái)手柄位置決定)；當(dāng)變幅電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速低于手柄位置決定的預(yù)期速度時(shí)，變頻器繼續(xù)增加頻率輸出，使變幅電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加;最終當(dāng)變幅電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和手柄位置決定的預(yù)期速度一致時(shí)，變頻器頻率輸出穩(wěn)定并保持;并且這種保持的頻率和聯(lián)動(dòng)臺(tái)手柄的位置是吻合的。當(dāng)PLC3檢測到向前或者向后的方向指令時(shí)，結(jié)合限位信號(hào)采集裝置2采集到的限位信號(hào)進(jìn)行綜合判斷，PLC3向變頻器4發(fā)出向前或者向后信號(hào)，變頻器4帶動(dòng)變幅電機(jī)5，由變幅電機(jī)5執(zhí)行向前或者向后動(dòng)作，這就是變幅機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的順控過程。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0024]第一，本控制系統(tǒng)在進(jìn)行無級(jí)調(diào)速時(shí)，限位保護(hù)功能作用過程、運(yùn)行過程如下:
[0025]上述的整個(gè)系統(tǒng)，在司機(jī)操作塔機(jī)運(yùn)行過程中，塔機(jī)的吊鉤位置，或者吊鉤承重中心點(diǎn)到塔機(jī)塔身中心點(diǎn)的力矩，或者塔機(jī)吊鉤吊重超過預(yù)先按照塔機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的值時(shí)，觸發(fā)限位信號(hào)采集裝置2上的行程開關(guān)，限位信號(hào)采集裝置2采集到(位置、力矩、吊重)限位信號(hào)并通過電路從PLC3信號(hào)輸入端輸入PLC3，PLC3通過內(nèi)置的邏輯控制程序做如下比較判斷:
[0026]1、當(dāng)PLC3接收到限位信號(hào)采集裝置2采集到的位置限位信號(hào)如向前減速或者向后減速，則PLC3內(nèi)置程序判斷輸出低速，則低速電阻回路開關(guān)接通(PLC3上已經(jīng)定義為低速的輸出點(diǎn))并聯(lián)電阻支路，使進(jìn)入變頻器模擬量控制回路的電流按照并聯(lián)分流的阻流關(guān)系減少;若PLC3接收到向前減速或者向后減速前變幅機(jī)構(gòu)的電機(jī)速度處于高速狀態(tài)，同樣變成低速;這樣從實(shí)際運(yùn)用的效果來看，就使塔機(jī)在向前或者向后運(yùn)行過程中快靠近大臂遠(yuǎn)端限位區(qū)極限或者大臂近端極限I米左右的位置，可靠減速，起到減速限位保護(hù)作用;塔機(jī)吊鉤吊重在向前或者向后過程中有效避免司機(jī)的失誤不減速操作造成的慣性沖撞大臂遠(yuǎn)端滑輪機(jī)構(gòu)或者向后撞擊塔身的危險(xiǎn)。同理，當(dāng)PLC3接收到限位信號(hào)采集裝置2采集到的位置限位信號(hào)如向前限位或者向后限位，則PLC3內(nèi)置程序判斷正在向前或者向后動(dòng)作馬上停止，PLC3向前輸出點(diǎn)或者向后輸出點(diǎn)切斷輸出，PLC3向前輸出點(diǎn)或者向后輸出點(diǎn)接入到變頻器的正反轉(zhuǎn)方向輸入端，變頻器方向輸入切斷，變頻器停止運(yùn)行，變頻器輸出控制的變幅電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0027]2、同樣，當(dāng)PLC3接收到限位信號(hào)采集裝置2采集到的力矩減速限位信號(hào)時(shí)，則PLC3內(nèi)置程序判斷輸出低速，則低速電阻回路開關(guān)接通(PLC3上已經(jīng)定義為低速的輸出點(diǎn))并聯(lián)電阻支路，使進(jìn)入變頻器模擬量控制回路的電流按照并聯(lián)分流的阻流關(guān)系減少;若PLC3接收到力矩減速限位信號(hào)前變幅機(jī)構(gòu)的電機(jī)速度處于高速狀態(tài)，同樣變成低速;這樣從實(shí)際運(yùn)用的效果來看，就使吊重在向前運(yùn)行過程中力矩快達(dá)到塔機(jī)載荷特性曲線的最大值極限I米左右的位置，可靠減速，起到減速限位保護(hù)作用；塔機(jī)吊鉤吊重在向前運(yùn)行過程中有效避免司機(jī)的失誤不減速操作造成的慣性前沖引起重心不穩(wěn)，避免塔機(jī)傾覆危險(xiǎn)。
[0028]3、當(dāng)PLC3接收到限位信號(hào)采集裝置2采集到的力矩限位信號(hào)時(shí)，則PLC3內(nèi)置程序判斷停止向前，PLC3邏輯判斷切斷向前輸出，PLC3向前輸出點(diǎn)接入到變頻器的方向輸入端，變頻器向前方向輸入切斷，變頻器停止運(yùn)行，變