塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)基于PLC的改造設(shè)計(jì)

塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)基于PLC的改造設(shè)計(jì)

【摘要】本文針對(duì)傳統(tǒng)的由繼電器接觸器控制的塔式起重控制系統(tǒng)可靠性差、操作復(fù)雜、故障率高、電能浪費(fèi)大、效率低等缺點(diǎn)提出將可編程序控制器和變頻器應(yīng)用于其控制系統(tǒng)。例如在塔式起重機(jī)提升機(jī)構(gòu)加上一套由旋轉(zhuǎn)編碼器、PG數(shù)模轉(zhuǎn)換構(gòu)成變頻器閉環(huán)系統(tǒng).結(jié)果表明：該系統(tǒng)使用方便，具有良好的動(dòng)態(tài)調(diào)整性能，極大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

【關(guān)鍵詞】可編程序控制器；塔式起重機(jī)；穩(wěn)定性

1.傳統(tǒng)的塔式起重機(jī)的控制現(xiàn)狀

塔式起重機(jī)是我們建筑機(jī)械的重要設(shè)備，在建筑施工中起著重要作用。20世紀(jì)50年代初，我國(guó)塔機(jī)由仿制開(kāi)始起步，我們只用了五十年時(shí)間走完了國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家上百年塔機(jī)發(fā)展的路程，如今已達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平并躋身于當(dāng)代國(guó)際市場(chǎng).隨著高層建筑發(fā)展，對(duì)施工機(jī)械提出了新的要求。于是，各種控制形式的都已能由我國(guó)自己設(shè)計(jì)并制造；八十年代，國(guó)家建設(shè)突飛猛進(jìn)，建筑用最大的250TM塔機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生。進(jìn)入九十年代，現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)塔機(jī)要求越來(lái)越高，眾多城市大型建筑、水利、電力、橋梁等不斷增加，市場(chǎng)的要求加快了新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM動(dòng)臂式塔機(jī)。

90年代開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的塔機(jī)產(chǎn)品技術(shù)性能均顯著提高，起升機(jī)構(gòu)采用三速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、渦流制動(dòng)、電動(dòng)換擋減速箱，變幅回轉(zhuǎn)采用雙速電機(jī)液力聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，或采用變頻調(diào)速，有多種速度，工作平穩(wěn)生產(chǎn)效率高。安全裝置齊全，動(dòng)作靈敏可靠，裝有防止誤操作和野蠻操作裝置，可杜絕安全事故。

隨著功率電子技術(shù)的發(fā)展，早在六十年代后期，國(guó)外就開(kāi)始致力于晶閘管定子調(diào)壓調(diào)速技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究.目前，該技術(shù)己進(jìn)入了成熟穩(wěn)定的發(fā)展應(yīng)用階段�？删幊绦蚩刂破鱌LC引入到交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)后，使傳動(dòng)系統(tǒng)性能發(fā)生了質(zhì)的變化。在塔式起重機(jī)實(shí)現(xiàn)了提升過(guò)程的自動(dòng)控制和故障診斷、檢測(cè)顯示等，達(dá)到了新的技術(shù)高度。

由變頻器構(gòu)成的交流調(diào)速系統(tǒng)可取代直流調(diào)速系統(tǒng)，是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展的必然結(jié)果，符合起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，適合發(fā)展大起重重量的起重機(jī)。

2.塔式起重機(jī)PLC控制系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)將塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)由繼電器控制改為PLC控制，四大機(jī)構(gòu)調(diào)速均采用變頻調(diào)速。塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)總框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總框圖

塔式起重機(jī)的起升、變幅、回轉(zhuǎn)、運(yùn)行電動(dòng)機(jī)都需要獨(dú)立運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)由6臺(tái)電動(dòng)機(jī)和4臺(tái)變頻器傳動(dòng)，使用一臺(tái)PLC加以控制。

運(yùn)行機(jī)構(gòu)的起動(dòng)時(shí)間應(yīng)盡量符合實(shí)際需要，起動(dòng)迅速而平穩(wěn)；機(jī)構(gòu)的電氣制動(dòng)方式必須著重考慮。對(duì)不同的工況，可選擇自由制動(dòng)方式與強(qiáng)制制動(dòng)方式。在運(yùn)行機(jī)構(gòu)正常停止時(shí)，可選用自由停止方式，其停止時(shí)間可按實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)行情況設(shè)定，以盡量滿足司機(jī)操作塔式起重機(jī)的需要為主。為保證起升機(jī)構(gòu)起動(dòng)時(shí)具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可以通過(guò)設(shè)定機(jī)械制動(dòng)器的打開(kāi)時(shí)間、變頻器的最低運(yùn)行頻率、運(yùn)行電流之間的關(guān)系，以滿足機(jī)構(gòu)負(fù)載特性的要求。變頻器內(nèi)部參數(shù)的設(shè)定能保證機(jī)構(gòu)具有良好的調(diào)速精度及起制動(dòng)性能，由于起升機(jī)構(gòu)電機(jī)需使用脈

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