塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)基于PLC的改造設(shè)計

塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)基于PLC的改造設(shè)計

【摘要】本文針對傳統(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、電能浪費大、效率低等缺點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，我國塔機(jī)由仿制開始起步，我們只用了五十年時間走完了國外發(fā)達(dá)國家上百年塔機(jī)發(fā)展的路程，如今已達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平并躋身于當(dāng)代國際市場.隨著高層建筑發(fā)展，對施工機(jī)械提出了新的要求。于是，各種控制形式的都已能由我國自己設(shè)計并制造；八十年代，國家建設(shè)突飛猛進(jìn)，建筑用最大的250TM塔機(jī)也應(yīng)運而生。進(jìn)入九十年代，現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，國內(nèi)外市場對塔機(jī)要求越來越高，眾多城市大型建筑、水利、電力、橋梁等不斷增加，市場的要求加快了新產(chǎn)品開發(fā)的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM動臂式塔機(jī)。

90年代開發(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、渦流制動、電動換擋減速箱，變幅回轉(zhuǎn)采用雙速電機(jī)液力聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動，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，國外就開始致力于晶閘管定子調(diào)壓調(diào)速技術(shù)的開發(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系統(tǒng)后，使傳動系統(tǒng)性能發(fā)生了質(zhì)的變化。在塔式起重機(jī)實現(xiàn)了提升過程的自動控制和故障診斷、檢測顯示等，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，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)、運行電動機(jī)都需要獨立運行，整個系統(tǒng)由6臺電動機(jī)和4臺變頻器傳動，使用一臺PLC加以控制。

運行機(jī)構(gòu)的起動時間應(yīng)盡量符合實際需要，起動迅速而平穩(wěn)；機(jī)構(gòu)的電氣制動方式必須著重考慮。對不同的工況，可選擇自由制動方式與強(qiáng)制制動方式。在運行機(jī)構(gòu)正常停止時，可選用自由停止方式，其停止時間可按實際生產(chǎn)中的運行情況設(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)起動時具有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩，可以通過設(shè)定機(jī)械制動器的打開時間、變頻器的最低運行頻率、運行電流之間的關(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)速精度及起制動性能，由于起升機(jī)構(gòu)電機(jī)需使用脈

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