本發明專利技術公開了一種塔機起升調速控制系統，包括PLC，PLC同時與操作手柄、變頻器、吊重傳感器分別連接，變頻器與電機、測速編碼器連接構成一個閉合回路，電機通過減速箱與卷筒連接，吊重傳感器通過檢測鋼繩張力檢測吊重。本發明專利技術還公開了一種塔機起升調速控制方法，采用PLC控制變頻器調速，實現分檔與無級調速組合，工作過程中，PLC實時獲取手柄信號、吊重信號，并通過485總線獲取電機電流，根據上述系統狀態確定起升調速模式。本發明專利技術裝置及方法，將塔機實際運行速度在各檔位最高速度限制下進行調速，避免了司機對速度的不可預測性，采用PLC實現電流的閉環控制，保證了速度的平穩性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于塔機起升自動控制
，涉及一種塔機起升調速控制系統，本專利技術還涉及一種塔機起升調速控制方法。
技術介紹
塔式起重機(亦稱塔機)是建設房屋和橋梁的主要運輸作業工具。塔式起重機的起升機構是為塔機吊載行為提供動力的傳動裝置，該裝置主要由電機、減速箱、卷筒、以及起升控制系統等構成。由于塔機起升功率大、運行速度快，在變速過程中產生的機械沖擊比較大。因此，對塔機起升調速控制主要要求是起/停運行以及調速過渡平穩，不溜鉤、調速范圍寬，實現重載低速、輕載高速，經濟可靠，效率高。常見的塔機起升調速控制采用力矩電機分級調速，這種方式是通過吊重控制電機速度，從而實現重載低速、輕載高速，以提高效率。目前，塔機起升機構常用的調速技術層次比較分明，在61噸塔機上主要使用多速電機變極調速，8 12噸塔機使用較多的是普通減速器加帶渦流制動的繞線轉子電機，再大一些的塔機使用較多的則是變頻技術，也有一部分使用法國波坦的RCS機構。這些調速機構普遍存在著調速范圍小、速度穩定性差，調速過程電機切換存在沖擊等缺點，無法長時間低速下降載荷，且可靠性低、維護量大、能耗高。目前，隨著大型塔機的廣泛應用，塔機起升越來越多的采用變頻調速技術，變頻調速具有較完美的機械特性，其良好的起制動性能實現了塔機起升吊鉤的快速、準確定位，從而大大提高了作業效率，徹底避免了繞線式電機起制動速度無法精確控制的缺點。然而，目前塔機起升變頻控制，主要采用速度控制模式，塔機起升一般分5檔速度，控制系統根據聯動臺主令開關以及正/反、停止指令控制變頻器的輸出頻率。中頻變頻器設定的最高輸出頻率為IOOHz，電機在O 50Hz范圍內是恒轉矩輸出，在50 IOOHz范圍內是恒功率輸出。在塔機變頻的速度控制模式中，為了避免電機超載，同時實現輕載高速，塔機起升控制系統中設置了 3個起重量限制開關，分別是O. 3Qmax、0. 5Qmax和1. O5Qmax限制(其中Qmax為塔機最大起重量)。當電機運行在高頻段時，由于高頻損耗，電機的輸出功率會隨頻率升高而迅速衰減，設置O. 3Qmax限制開關來限定第5擋的實際起重量。在上述力限制控制模式下，雖然保護了電機，但沒有充分發揮電機的功率，不利于提高系統效率。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種塔機起升調速控制系統，解決了現有技術沒有充分發揮電機的功率，不能顯著提高系統效率的問題。本專利技術的另一目的是提供一種塔機起升調速控制方法。本專利技術所采用的技術方案是，一種塔機起升調速控制系統，包括PLC，PLC同時與操作手柄、變頻器、吊重傳感器分別連接，變頻器與電機、測速編碼器連接構成一個閉合回路，電機通過減速箱與卷筒連接。本專利技術所采用的另一技術方案是，一種塔機起升調速控制方法，該方法利用上述的塔機起升調速控制系統，按照以下步驟實施第一步在PLCl中設置塔機最大吊重Qniax，電機的最大允許電流Iniax以及塔機各個檔速的允許輸出頻率；第二步根據當前吊重以及操作手柄的檔位判斷速度控制方式；當前吊重Q大于塔機的額定吊重Qmax，PLC將不會啟動變頻器的輸出；當前吊重Q小于O. 3Qmax，PLC將根據操作手柄的檔位直接設置變頻器的輸出頻率，塔機當前轉速完全取決于操作手柄的檔位；如果當前吊重在O. 3Qmax彡Q彡1. 05Qmax, PLC進入分級+無級組合調速過程，此時，先根據操作手柄的檔位以及當前吊重確定當前塔機的允許檔位，然后，直接設置變頻器的輸出頻率低一檔；第三步系統進入轉速自適應過程，PLC將通過485總線實時監測電機的當前電流i，如果i < Imax，逐漸提高變頻器的輸出頻率f，在當前吊重不變的情況下，根據電機的恒功率特點，在調速過程中，隨著變頻器的輸出頻率提高，電機的電流將逐漸增加，直到Imax-1 ( ε或者f = Fmax,系統則停止升速,完成調速過程。本專利技術的有益效果是1)充分利用電機的負載性能，在保護電機不被燒壞的前提下，最大程度提高系統的效率；系統采用分級+無級組合的自適應調速方式，在手柄檔位速度限制下，塔機起升速度根據負載情況進行無級自調整，提高了塔機起升運行的效率。2)結合了起重量、電機電流以及檔位控制信息，在各檔位最高速度限制下進行調速，避免了司機對速度的不可預測性，有利于停車的平穩、可控。3)采用PLC實現電流的閉環控制，可以通過算法有效避免在起升過程中，或者在高速運行中電機電流的突變影響，保證了調速過程的平穩性。附圖說明 圖1是本專利技術的塔機起升調速控制系統的結構示意圖；圖2是本專利技術塔機起升調速控制系統實施例的局部電氣原理示意圖。圖中，l.PLC，2.操作手柄，3.變頻器，4.測速編碼器，5.電機，6.減速箱，7.卷筒，8.吊重傳感器，9.吊重。具體實施例方式參照圖1，本專利技術的塔機起升調速控制系統的結構是，主要包括PLC1、變頻器3、電機5、與電機5同軸的測速編碼器4 (PG)、減速箱6、卷筒7以及操作手柄2和吊重傳感器8。其中，PLCl同時與操作手柄2、變頻器3、吊重傳感器8分別連接，變頻器3與電機5、測速編碼器4連接構成一個閉合回路，電機5通過減速箱6與卷筒7連接，卷筒7上的鋼絲繩吊鉤用于吊裝吊重9，系統設有吊重傳感器8用于檢測吊重。上述的整個系統中，PLCl內置有邏輯控制程序，PLCl綜合利用司機操作過程中的手柄信號、吊重信號以及電機電流信號，用于全面協調的起升調速邏輯控制，實現塔機電機5的自動調速。本專利技術的塔機起升調速控制系統在工作過程中，測速編碼器4檢測電機5的實時轉速，反饋給變頻器3，實現速度閉環控制；變頻器3與PLCl之間通過485總線進行信息交換，PLCl實時從變頻器3中讀出電機5的電流值，控制電機5的電流防止過大而燒毀，同時，變頻器3工作在速度模式，PLCl根據控制邏輯通過485總線將調速頻率設置入變頻器3內，實現電機5的變速，該控制邏輯在有效避免電機過流損壞的前提下，實現在給定的速度檔速內的無極變速，提高效率。PLCl利用吊重傳感器8檢測實時的起升吊重信號用于塔機最大起重量限制以及速度限制；利用塔機司機操作操作手柄2的位置信號包括檔位以及方向，控制塔機的當前最聞速度以及運行方向。參照圖2，現有的一種塔機一般具有5檔速度，實施例顯示的是I檔、2檔、3檔為低檔，其最高頻率不會超過50HZ，電機處于恒力矩狀態；4檔、5檔為高檔，用于輕載高速，本專利技術系統PLCl中預裝的基本控制邏輯如下第一，PLCl檢測當前吊重信號Q，當前吊重Q大于1. 05Qmax, PLCl將停止變頻器3的輸出，電機5將會停止工作；第二，如果當前吊重小于塔機最大吊重，PLCl進入調速過程，此時，如果司機將操作手柄2的檔位信號處在三個低檔范圍，PLCl不進行無級調速，根據分檔控制原則，直接將設置的三檔頻率輸入變頻器3，啟動低速運行；如果司機將操作手柄2的檔位信號處在高檔，PLCl首先根據當前吊重判斷是否可運行當前檔速，如果O. 5Qmax彡Q彡1. 05Qmax,塔機將在3檔與4檔之間無級調速；如果O. 3Qmax彡Q彡O. 5Qmax，塔機將在4檔與5檔之間無級調速；如果Q < O. 3Qmax，塔機將在最高的5檔運行；上述的控制邏輯是基于變頻器3進行起升無級調速時，電機5的速度只能在給定檔速以下。 第三，本專利技術本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種塔機起升調速控制系統，其特征在于：包括PLC（1），PLC（1）同時與操作手柄（2）、變頻器（3）、吊重傳感器（8）分別連接，變頻器（3）與電機（5）、測速編碼器（4）連接構成一個閉合回路，電機（5）通過減速箱（6）與卷筒（7）連接。
【技術特征摘要】
1.一種塔機起升調速控制系統，其特征在于包括PLC (1)，PLC (I)同時與操作手柄(2)、變頻器(3)、吊重傳感器(8)分別連接，變頻器(3)與電機(5)、測速編碼器(4)連接構成一個閉合回路，電機(5)通過減速箱(6)與卷筒(7)連接。2.根據權利要求1所述的塔機起升調速控制系統，其特征在于所述的卷筒(7)上的鋼絲繩吊鉤用于吊裝吊重(9)，吊重傳感器(8)用于檢測吊重(9)的質量。3.一種塔機起升調速控制方法，其特征在于，該方法利用權利要求2所述的塔機起升調速控制系統，按照以下步驟實施第一步在PLCl中設置塔機最大吊重Qmax,電機(5)的最大允許電流Imax以及塔機各個檔速的允許輸出頻率；第二步根據當前吊重以及操作手柄(2)的檔位判斷速度控制方式；當前吊重Q大于塔機的額定吊重Qmax，PLC (I)將不會啟動變頻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊靜，王新剛，李偉，
申請(專利權)人：西安理工大學，西安豐樹電子科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。