塔機(jī)升降機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種塔機(jī)升降機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，塔式起重機(jī)的升降機(jī)構(gòu)是為塔機(jī)吊載行為提供動(dòng)力的傳動(dòng)裝置，該裝置主要由電機(jī)、減速箱、卷筒、以及升降控制系統(tǒng)等構(gòu)成，由于塔機(jī)升降功率大、運(yùn)行速度快，在變速過程中產(chǎn)生的機(jī)械沖擊比較大，就塔機(jī)升降機(jī)構(gòu)的調(diào)速控制技術(shù)而言，升降機(jī)構(gòu)多采用電機(jī)變極調(diào)速和繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)串聯(lián)電阻調(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，但其升降電機(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)升降電機(jī)的平滑無級(jí)調(diào)速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種塔機(jī)升降機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)及控制方法，采用電流控制無級(jí)調(diào)速方式，使塔機(jī)升降機(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]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種塔機(jī)升降機(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、PLC控制器、變頻器和測(cè)速編碼器，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)和升降機(jī)構(gòu)的升降電機(jī)連接，所述聯(lián)動(dòng)臺(tái)、變頻器、升降電機(jī)和測(cè)速編碼器構(gòu)成一個(gè)控制閉合回路。
[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O-lOOHz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]進(jìn)一步地，在PLC控制器和變頻器之間通過降速電阻回路開關(guān)并聯(lián)有降速電阻支路。
[0008]本發(fā)明還提供了一種塔機(jī)升降機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速控制方法，包括如下步驟:
[0009]步驟一、限位信號(hào)采集裝置將采集到的限位信號(hào)傳送給PLC控制器；
[0010]步驟二、PLC控制器進(jìn)行判斷并根據(jù)不同的判斷結(jié)果發(fā)出不同的控制信號(hào)給變頻器，使變頻器帶動(dòng)升降電機(jī)執(zhí)行上升或者下降動(dòng)作:
[0011](1)當(dāng)?shù)蹉^位置位于超高區(qū)或超低區(qū)時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)使低速電阻回路開關(guān)接通并聯(lián)電阻支路，從而使進(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，使升降電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低；
[0012](2)當(dāng)?shù)蹉^位置位于超高限位區(qū)且升降電機(jī)正處于上升狀態(tài)時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)使上升輸出點(diǎn)切斷輸出，從而使變頻器的正轉(zhuǎn)方向輸入切斷，變頻器停止運(yùn)行，變頻器輸出控制的升降電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)蹉^位置位于超低限位區(qū)且升降電機(jī)正處于下降狀態(tài)時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)下降輸出點(diǎn)切斷輸出，從而使變頻器的反轉(zhuǎn)方向輸入切斷，變頻器停止運(yùn)行，變頻器輸出控制的升降電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0013](3)當(dāng)力矩超過塔機(jī)載荷特性曲線的最大值時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)使上升輸出點(diǎn)切斷輸出，變頻器上升方向輸入切斷，變頻器停止運(yùn)行，變頻器輸出控制的升降電機(jī)上升運(yùn)行停止;
[0014](4)當(dāng)變頻器工作在100Hz，且吊重大于最大載重量的50%時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)使第一降速電阻回路開關(guān)接通第一并聯(lián)電阻支路，從而使進(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，變頻器輸出頻率降低，變頻器自動(dòng)切換到75Hz工頻及以下頻率工作，變頻器輸出的升降電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，升降電機(jī)上升速度最大不超過75HZ ;
[0015](5)當(dāng)變頻器工作在75Hz，且吊重大于最大載重量的80%時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)使第一和第二降速電阻回路開關(guān)同時(shí)接通第一、第二并聯(lián)電阻支路，從而使進(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，變頻器輸出頻率持續(xù)降低，變頻器自動(dòng)切換到50Hz工頻及以下頻率工作，變頻器輸出的升降電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，升降電機(jī)上升速度最大不超過50Hz ；
[0016](6)當(dāng)變頻器工作在50Hz，且吊重大于最大載重量的110%時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)上升輸出點(diǎn)切斷輸出，從而使變頻器的正轉(zhuǎn)方向輸入切斷，變頻器停止運(yùn)行，變頻器輸出控制的升降電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0017]進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)蹉^位置距離超高區(qū)或超低區(qū)不足一米且升降電機(jī)的速度為高速狀態(tài)時(shí)，則PLC發(fā)出信號(hào)使低速電阻回路開關(guān)接通并聯(lián)電阻支路，從而使進(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，使升降電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。
[0018]進(jìn)一步地，所述變頻器對(duì)升降電機(jī)的變速控制方法為:通過測(cè)速編碼器檢測(cè)升降電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，反饋給變頻器，實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制，將變頻器根據(jù)測(cè)速編碼器檢測(cè)到電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與變頻器的模擬量輸入端產(chǎn)生的預(yù)期速度進(jìn)行比較，當(dāng)升降電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速低于預(yù)期速度時(shí)，變頻器繼續(xù)增加頻率輸出，使升降電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加；最終當(dāng)升降電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和預(yù)期速度一致時(shí)，變頻器頻率輸出穩(wěn)定并保持，使得保持的頻率和聯(lián)動(dòng)臺(tái)手柄的位置相吻合。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:
[0020]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。
[0021]2、電源輸入后經(jīng)變頻器頻率可以按照要求改變。
[0022]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，可以大大改善升降機(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。
[0023]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。
[0024]5、易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化控制。
[0025]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。
[0026]7、零速抱閘，并且可以減少對(duì)制動(dòng)器的磨損。
[0027]8、升降機(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】
[0028]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0029]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]—種塔機(jī)升降機(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、PLC控制器3、變頻器4、測(cè)速編碼器5、升降電機(jī)6、減速機(jī)7、滾筒8等；其中:
[0031]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、升降電機(jī)6、測(cè)速編碼器5構(gòu)成一個(gè)控制閉合回路；升降電機(jī)6、減速機(jī)7、滾筒8為升降機(jī)構(gòu)。
[0032]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