大型電動挖掘機提升機構限位調試程序的改進

劉洋

摘 ?要：大型電動挖掘機的提升運行裝置、推壓運行裝置都是通過限位極限來保護電機及機械部件，通過按裝在減速機上的編碼器的轉動來檢測傳動機械的位置，從而通過電控方式實現對傳動機械的減速，停止;以實現自動控制方式保護機械的目的。但是由于現場技術人員調試技能和經驗不足，調試大型電動挖掘機的提升、推壓運行裝置往往會出現偏差，導致設備無法正常運行，而且對現場生產產生極大安全隱患。

關鍵詞：電動挖掘機;提升運行裝置;推壓運行裝置

前言：神華準格爾能源公司下屬的兩個露天礦共保有6臺WK35型電動挖掘機，設備制造廠是太原重型機械設備公司，設備單斗裝載土、巖等松散物料能力為35立方米，單臺設備年生產能力可以達到700萬立方米。[1] 首臺WK35型電動挖掘機于2007年組裝完畢并投入試運行。試運行初期設備廠家的工程師對提升運行裝置的限位極限進行了多次調試、整定，但是一直沒有徹底消除提升限位時有時無的故障缺陷，設備長時間不能正常運行。廠家技術人員雖然對提升機構的編碼器、信號傳輸等通訊、電控裝置進行了檢查、更換，但始終未找出故障點。設備進行采掘生產作業時，完全依靠司機的操作經驗來保護設備的提升機構，此問題成為安全生產的潛伏隱患。通過現場維修技術人員完善對提升限位調試程序，徹底解決了此問題，真正實現了通過電控方式對提升機構的保護，消除了設備的不安全運行因素，對設備制造廠有極大的借鑒意義。

一、設置限位的硬件設備簡介

采用光電式絕對值編碼器，是一種角度檢測裝置，它將輸入軸的角度量，利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數字量，經過CPU程序處理后將角速度傳遞至逆變器執行單元。

SM338模板連接最多3個絕對值編碼器（SSI）、1個數字量輸入;提供位置編碼器數值;24V（DC）輸入電壓;與CPU隔離;支持格雷碼和二進制數碼格式、帶25位報文幀長度的編碼器。限位設置方式流程圖：

圖1

二、調試前正確的軟件設置及硬件連接

SM338模板通道“0”連接提升編碼器，用于提升限位。用PC機通過STEP7軟件對SM338POS-INPUT模板進行硬件組態，在“輸入”選擇對話框，對“0” 通道設置：絕對傳感器為25位;代碼類型為：二進制;“FREEZE”數字輸入選擇“關閉”;其它選擇默認值。因為硬線連接“0”通道選擇為提升限位;以上組態必須與編碼器數據格式以及類型相匹配。具體詳見圖3所示。

圖2 ?SM338模板組態軟件設置圖 ? ? ? ?圖3 ?硬件連接線路圖

三、調試時校驗PLC程序

通過PID256讀取提升卷筒編碼器實際數值，PID256讀取的實際數值通過“MOVE”命令傳送到MD200。當動提升時，編碼器隨著提升卷筒轉動，通過在線檢測，可以讀到MD200是一個連續變化的量，說明硬件連接以及編碼器都沒有問題，可以正常投入作用。

圖4

圖5

具體設置參數：MD210=3EE（提升限位）、MD215=5CD（提升預限位2）、MD35=6CD（提升預限1），是預設參數值，可根據實際使用情況進行調整。

從梯型圖圖6中可以看出，MD200的實際值和預設值進行比較，隨著編碼器轉動，當MD200實際值小于設定值MD235，線圈M107.4使能，激活預限 1，提升實際給定值只能達到給定參數值的50%，當MD200實際值小于設定值MD215，線圈M107.1使能，激活預限2，提升實際給定值只能達到給定參數設定值的10%，當MD200實際值小于設定值MD210，線圈M107.0使能，激活限位，提升實際給定值為“0”，從而實現逐級減速，直到限位的目的。

圖6 ?梯型圖

四、變頻器程序設置

程序的處理與運算最終是要過DP總線將運算結果傳送到變頻器，由變頻器來執行，從而控制電機的轉速。因此調試程序也必須對變頻器參數進行程序設置。首先激活要使用的自由功能功：U950、U951、U952。其中，U951.59=6功能塊被激活在時隙6中被處理;U952.37=6功能塊被激活在時隙6中被處理;U951.31=6功能塊被激活在時隙6中被處理。

其次要選擇給定值。同樣要激活自由功能U950功能塊，即 U950.35=6、U950.36=6、 U950.37=6自由功能模塊。

當U950.35=6自由功能參數U005=50 %，

當U950.36=6、自由功能參數U006=10%

當U950.37=6、自由功能參數U007=0%

U108.1=11實際給定值、U108.2=K0405乘法運算=K0468

U109.1=K0468、U109.2=K0406乘法運算=K0469

U110.1=K0469、U110.2=K0407乘法運算=K0470

主給定P443=K0470

總結：通過以上硬件配置、編程、參數設置，我們實現了對電機速度控制，達到了逐減速到限位的目的，從而可以從電氣自動控制方式實現對提升機械進行保護功能，為設備安全運行起到可靠的保護。實現了通過變頻器參數設置來執行減速、限位的功能。

參考文獻：

[1] WK-35操作手冊

[2] WK-35電氣維護手冊