專利名稱：新型動臂吊車控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及裝卸/堆料工程，特別涉及一種新型動臂吊車控制系統(tǒng)。
背景技術：
吊車廣泛應用于國民生產(chǎn)的各個行業(yè)，對于新型吊車的研發(fā)、制造、控制理論研究也進入了一個新的高度、階段。此新型吊車從設計原理上進行觀念性地改進.由原先靜止力臂-吊車設備的絞纜提升改為動臂的俯仰、提升同時動作，完成重載提升的功能，這項改進將明顯降低設備的制造和運行成本，與傳統(tǒng)吊車設備相比預計將達到近50%的節(jié)能效
^ ο新型吊車的特點是節(jié)能、控制簡便、靈活調速、精準定位、安全可靠性高等。 發(fā)明內(nèi)容實用新型目的為了實現(xiàn)新型吊車的上述功能，尤其適應國家提出的可持續(xù)發(fā)展， 節(jié)能降耗的目標，本實用新型提供一種新型動臂吊車控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了觸摸屏協(xié)助操作并顯示、PLC控制、變頻器執(zhí)行的控制方法。采用的技術方案提供一種新型動臂吊車控制系統(tǒng)。所述新型動臂吊車控制系統(tǒng)包括依次連接的觸摸屏、可編程控制器PLC和變頻器；所述變頻器與電動機同軸連接的旋轉編碼器和PG卡形成閉環(huán)系統(tǒng)。其中，所述變頻器的直流環(huán)節(jié)并聯(lián)有制動單元和/或制動電阻。其中，所述變頻器采用PG矢量控制，容量采用大1數(shù)量級選配。其中，所述旋轉編碼器為增量式600p/r，推挽放大輸出，A相B相Z相原點信號，軸徑為8mm中空型的編碼器。有益的技術效果本實用新型采用PLC作為邏輯控制部件，變頻器和PLC通訊時采用模擬量，滿足吊車運行效率、靈活調速、精準定位和安全可靠的要求。

圖1是本實用新型實施例新型動臂吊車控制系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。參照圖1，附圖標識1、觸摸屏；2、可編程控制器PLC ；3、變頻器；4、旋轉編碼器； 5、PG卡；6、制動單元；7、制動電阻。在本實施例的系統(tǒng)組成如下(I)PLC 可編程控制器PLC完成系統(tǒng)邏輯控制部分，負責處理各種信號的邏輯關系，從變頻器及其它被控設備接收開關及模擬量信號，通過運算控制信號送給變頻器及其它被控設備，形成雙向聯(lián)絡關系，它是系統(tǒng)的核心。本系統(tǒng)采用歐姆龍CJ系列PLC進行控制。(2)觸摸屏本案中觸摸屏是作為顯示和控制的終端設備，顯示各被控設備的工作狀態(tài)。選用歐姆龍的NS系列觸摸屏。(3)變頻器變頻器實現(xiàn)電動機調速。歐姆龍3G3RV-B4450-ZV1通用變頻器可實現(xiàn)平穩(wěn)操作和精確控制，使電動機達到理想輸出。并將無PG的U/f控制、無PG矢量控制、 有PG的U/f控制、有PG矢量控制的四種控制方式融為一體，其中有PG矢量控制是最適合吊車控制要求的。容量選擇最好是采用大1數(shù)量級選配，本例中吊車電動機采用37kW的異步電動機，即37kW的電動機選45kW的變頻器。(4)旋轉編碼器和PG卡旋轉編碼器和PG卡，實現(xiàn)閉環(huán)運行。為滿足吊車的要求， 變頻器又要通過與電動機同軸連接的旋轉編碼器和PG卡，完成速度檢測及反饋，形成閉環(huán)系統(tǒng)。旋轉編碼器與電動機同軸連接，對電動機進行測速。旋轉編碼器輸出A、B兩相脈沖， 旋轉編碼器根據(jù)AB脈沖的相序，可判斷電動機轉動方向，并可根據(jù)A、B脈沖的頻率測得電動機的轉速。旋轉編碼器將此脈沖輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號送給變頻器內(nèi)部，以便進行運算調節(jié)。PG卡選擇PG-B2，光電編碼器選用增量式600p/r，推挽放大輸出，A相B 相Z相原點信號，軸徑8mm中空型的編碼器。(5)制動單元在變頻器應用中當?shù)蹉^空載上升或重載下降時，拖動系統(tǒng)存在位能負荷下放。電動機將處于再生發(fā)電制動運行狀態(tài)，使電動機回饋的能量通過逆變環(huán)節(jié)中并聯(lián)的二極管流向直流環(huán)節(jié)給濾波電容器充電。當回饋能量較大時，會引起直流環(huán)節(jié)電壓升高發(fā)生故障，電動機急速減速也會造成上述現(xiàn)象。解決辦法是在變頻器直流環(huán)節(jié)并聯(lián)制動單元和制動電阻。制動單元是變頻器一個可選組件，內(nèi)設檢測和控制電路，其工作時對變頻器的直流回路電壓進行在線檢測。當電壓超過設定允許值時，觸發(fā)制動器晶體管導通，經(jīng)電阻釋放能量維持變頻器的直流母線電壓在正常工作范圍內(nèi)，一個制動單元可并聯(lián)幾個電阻，視工況而定。(6)制動電阻制動電阻，消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。當?shù)踯嚋p速運行時， 電動機處于發(fā)電狀態(tài)，向變頻器回饋電能。這時，同步轉速下降，一直一交變頻器的直流母線電壓升高，為了能消耗回饋電能，抑制直流電壓升高，還必須配置制動電阻。電阻的選擇非常重要，電阻選擇過大則制動力矩不足，電阻選擇過小則電流過大、電阻發(fā)熱等問題難以解決。一般我們推薦的電阻功率和阻值內(nèi)選擇，對于提升高度較大、電機轉速較高的情況可以適當減小電阻以得到較高的制動力矩，如果最小值不能滿足制動力矩的話，要更換大一級功率的變頻器。制動單元和制動電阻應根據(jù)回饋最大能量及時間來選用。一般制動電阻器的選擇應使制動電流Is不超過變頻器的額定電流Ie，制動電阻最大功率Pmax要小于 1. 5倍的變頻器功率，然后與過載系數(shù)相乘。過載系數(shù)與減速時間和持續(xù)制動時間有關，具體要廠家提供電阻器過載系數(shù)及參數(shù)樣本。制動電阻的計算不再贅述。采用制動電阻消耗電機再生制動時送回直流回路的電能。制動過程中，當直流電路電壓高于正常電壓70V時， 制動單元中的IGBT進行直流斬波，使制動電阻流過電流消耗再生電能。本實施例的控制方法如下(I)PLC 控制.本系統(tǒng)采用歐姆龍PLC數(shù)字量及模擬量控制，具體控制方式如下輸入信號變頻器運行信號、報警信號、頻率模擬量；手柄模擬量輸入、外部制動信號輸入等。控制對象變頻器運行信號、零伺服信號、頻率模擬量；外部制動開關信號等。串行通訊與歐姆龍NS觸摸屏進行數(shù)據(jù)通訊。(2)變頻器控制。根據(jù)實際應用的歐姆龍變頻器3G3RV-B4450-ZV1系統(tǒng)的結構特點及程序設計要點。采用PLC作為邏輯控制部件，變頻器和PLC通訊時采用模擬量。由于 3G3RV-B4450-ZV1為通用型變頻器，因而用在吊車控制上為了滿足運行效率、靈活調速、精準定位和安全可靠的要求，其參數(shù)設置比專用型變頻器要復雜得多。下面僅介紹幾個主要參數(shù)的設置曳引電動機的轉速控制應是閉環(huán)的，其轉速的檢測由和電動機同軸旋轉的旋轉編碼器完成。必須保證旋轉編碼器和電動機連接時的同心度和可靠性，以保證速度采樣的準確度。變頻器其它常用參數(shù)可根據(jù)電網(wǎng)電壓和電機名銘牌參數(shù)直接輸入。也可通過自學習實現(xiàn)，本例是采用自學習方法讀入電機參數(shù)，可以使變頻器工作在最佳狀態(tài)。具體方法在完成參數(shù)設置后，使變頻器對所驅動的電動機進行自學習，將曳引機制動輪與電動機軸脫離，使電動機處于空載狀態(tài)，然后啟動電動機，變頻器便可自動識別并存儲電動機有關參數(shù)，使變頻器能對該電動機進行最佳控制。至此，變頻器參數(shù)設置完畢。以上內(nèi)容是結合優(yōu)選技術方案對本實用新型所做的進一步詳細說明，不能認定實用新型的具體實施僅限于這些說明。對本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的構思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應當視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種新型動臂吊車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述新型動臂吊車控制系統(tǒng)包括依次連接的觸摸屏(1)、可編程控制器PLC (2)和變頻器(3);所述變頻器(3)與電動機同軸連接的旋轉編碼器(4)和PG卡(5)形成閉環(huán)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型動臂吊車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器(3)的直流環(huán)節(jié)并聯(lián)有制動單元(6)和/或制動電阻(7)。
3.根據(jù)權利要求1所述的新型動臂吊車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器(3)采用PG 矢量控制，容量采用大1數(shù)量級選配。
4.根據(jù)權利要求1所述的新型動臂吊車控制系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉編碼器為增量式600p/r，推挽放大輸出，A相B相Z相原點信號，軸徑為8mm中空型的編碼器。
專利摘要本實用新型公開了一種新型動臂吊車控制系統(tǒng)。所述新型動臂吊車控制系統(tǒng)包括依次連接的觸摸屏(1)、可編程控制器PLC(2)和變頻器(3)；所述變頻器(3)與電動機同軸連接的旋轉編碼器(4)和PG卡(5)形成閉環(huán)系統(tǒng)。本實用新型采用PLC作為邏輯控制部件，變頻器和PLC通訊時采用模擬量，滿足吊車運行效率、靈活調速、精準定位和安全可靠的要求。
文檔編號B66C13/22GK201999653SQ20112007891
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2011年3月23日
發(fā)明者趙福杰 申請人:捷飛特(大連)工業(yè)技術有限公司