基于編碼器、變頻器、渦流控制器、渦流變頻電機(jī)、PLC的塔機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)

趙事洋 張強(qiáng)

摘要：本文介紹的是有變頻器、編碼器、渦流控制器、渦流變頻電機(jī)、PLC等組成的新型回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。操作臺(tái)通過(guò)給PLC輸入信號(hào)來(lái)控制變頻器，變頻器通過(guò)渦流變頻電機(jī)上的編碼器反饋實(shí)際速度與給定速度對(duì)比，來(lái)控制渦流控制器的輸出變化，以達(dá)到減小風(fēng)吹塔機(jī)時(shí)對(duì)塔機(jī)回轉(zhuǎn)運(yùn)行的干擾，使塔機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在有風(fēng)狀態(tài)下依然運(yùn)行平穩(wěn)。

關(guān)鍵詞：編碼器；變頻器；渦流控制器；渦流變頻電機(jī)；PLC

Abstract：This paper introduces a new rotary control system consisting of frequency converter， encoder， eddy current controller， eddy current frequency motor， PLC and so on. Operating platform controls the converter by input signal to PLC. The converter feeds back the actual speed to the given speed through the encoder on the eddy current motor to control the output change of the eddy current controller， so as to reduce the disturbance of the wind-blown tower crane when it rotates， and make the rotating mechanism of the tower crane run smoothly in the wind state.

Key words： encoder； frequency converter； eddy current controller； eddy current frequency motor； PLC

1 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，樓房、立交橋、跨河（江）大橋、跨海大橋等建筑物建設(shè)不斷攀高，摩天大廈屢見(jiàn)不鮮。隨著建筑物的高度越來(lái)越高，所產(chǎn)生問(wèn)題也越來(lái)越多。從工程方面來(lái)說(shuō)，主要是隨著高度的不斷攀升，風(fēng)速就越來(lái)越大，當(dāng)風(fēng)達(dá)到一定程度的時(shí)候，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員安全、工程的進(jìn)度、塔機(jī)的使用狀況、塔機(jī)損耗都存在影響。特別當(dāng)塔機(jī)與塔機(jī)、塔機(jī)與建筑物之間存在交叉點(diǎn)時(shí)，更是要注意風(fēng)速的大小與風(fēng)向的方向，防止回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)停不下來(lái)發(fā)生事故。為此設(shè)計(jì)了這套新型的塔機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，不僅在順風(fēng)的時(shí)快速停車(chē)，還能在逆風(fēng)的情況下增加了運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。

2 新型塔機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

新型的塔機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)是由操縱臺(tái)、變頻器、渦流控制器、PLC、編碼器、渦流變頻電機(jī)等部件組成的。

操縱臺(tái)采用操縱手柄是獨(dú)立球形推桿，采用下壓（上提）式操縱，即在操縱過(guò)程中，下壓（上提）解除鎖止裝置后方能推動(dòng)操縱桿，實(shí)現(xiàn)上升、下降和運(yùn)行動(dòng)作，當(dāng)手柄松開(kāi)時(shí)，操縱桿自動(dòng)回到零位，當(dāng)再次操縱時(shí)，仍需要下壓（上提）操縱桿解鎖。

變頻器選用施耐德ATV71變頻器，可以通過(guò)輸入信號(hào)控制控制電機(jī)的速度，同時(shí)通過(guò)編碼器的反饋速度與給定速度對(duì)比來(lái)控制模擬量輸出的變化。

編碼器選用增量型編碼器，安裝回轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸上，跟隨電機(jī)旋轉(zhuǎn)AB相脈沖信號(hào)經(jīng)頻率—電壓變換后，得到與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成比例的電壓信號(hào)，便可測(cè)得速度值及位移量。

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)渦流控制器，它具有一個(gè)整流模塊MK，變頻器輸出10～0VDC信號(hào)正極接入整流模塊MK信號(hào)控制端con，負(fù)極接整流模塊MK的接地端com，整流模塊MK的電源輸入端AC1、AC2連接24VAC，整流模塊MK輸出的+、-端連接渦流線圈RRa，整流模塊MK的+端接二極管Red的陰極，整流模塊MK的-端連接二極管Red的陽(yáng)極。工作時(shí)，整流模塊MK的電源輸入端AC1與AC2接入電源24VAC，通過(guò)控制信號(hào)10-0VDC對(duì)整流模塊MK的信號(hào)控制端con進(jìn)行控制，使整流模塊MK的輸出端+與-有相應(yīng)的電壓輸出。在控制電壓由10VDC～0VDC變化的過(guò)程當(dāng)中，渦流電壓跟隨著由高向低變化，配合變頻的輸出，可以達(dá)到不同的速度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的加速與減速過(guò)程。

PLC選用施耐德PLC中的M218系列，這個(gè)系列經(jīng)濟(jì)實(shí)用完全符合本次設(shè)計(jì)的要求。主要是用來(lái)通過(guò)程序當(dāng)中邏輯梯形圖來(lái)對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行解析運(yùn)算，來(lái)滿足設(shè)備的正常工作狀態(tài)。

負(fù)載渦流變頻電機(jī)選用的是四川宜賓廠家提供的專(zhuān)門(mén)給變頻器使用的渦流電機(jī)，這種電機(jī)零轉(zhuǎn)速全轉(zhuǎn)矩、低頻大力矩與高精度轉(zhuǎn)速控制、位置控制及快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)控制。

3 新型塔機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

4 結(jié)語(yǔ)

塔式起重機(jī)是我們建筑機(jī)械的關(guān)鍵設(shè)備，本機(jī)性能先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，操作使用安全可靠。其主要特點(diǎn)是起重高度大，工作幅度寬。通過(guò)對(duì)塔機(jī)的回轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)算對(duì)塔式起重機(jī)有了更深入的研究，隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅速發(fā)展，塔式起重機(jī)的重要性更進(jìn)一步的體現(xiàn)出來(lái)，所以我們必須更加深入的研究塔式起重機(jī)。？

參考文獻(xiàn)：

[1]梁鳳舉.紅外線光電開(kāi)關(guān)電路的分析.遼寧 大連：大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，1991

[2]許文峰，田承天，史勇，etal.塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)渦流控制器，2010.

[3]劉子薇.基于PLC的塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

（作者單位：沈陽(yáng)三洋建筑機(jī)械有限公司）