[实用新型]载荷调速起重机电气控制设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种针对于起升高度较大、起吊载荷变化大场合使用的载荷调速起重机电气控制设备，属于起重机起升机构调速技术领域。

背景技术

由于操作人员与重物距离较远、经验不足等原因，对重物的重量往往无法准确判断，当把较重载荷误当作较轻载荷时，施以较快速度起吊，可能导致电机、减速器整个传动系统无法承受，也给起重机钢结构带来较大冲击，造成了安全隐患。当把较轻载荷误当作较重载荷时，施以较慢速度起吊，则降低了工作效率。为了解决这个问题，必须要找到一种根据载荷变化自动调整起重机起降速度的方法，以增加起重机传动系统的可靠性，改善钢结构的性能，提高工作效率，减少安全隐患。2000年以后，ABB公司、安川公司等变频器制造厂商陆续推出了基于载荷变化调速的系统如所谓的功率优化模块、轻载荷提升模块等等，并且将模块集成在变频器内，不仅大大地改善了起重机的调速性能，而且还最大程度地优化了功率，提高了工作效率。但配备这些专用模块的变频器价格较高，目前难以在国内普及。在国内也有研究单位通过重量传感器将重量信号传输给控制系统，实现起降速度的自动切换，这种方式需要配置带电流输出接口的传感器，价格较高，且国产的传感器测量漂移过大，导致系统调速的不稳定。

发明内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术所存的缺陷，提出一种判断准确，成本低廉，方法简单，节能减耗，提升效率的载荷调速起重机电气控制设备。

本实用新型的技术解决方案：其结构是包括联动台、继电器、限位器、触摸屏、变频器、可编程控制器、电机组成，其中联动台与继电器相接，继电器的信号输出端与可编程控制器接收继电器信号的信号输入端对应相接；限位器信号输出端与可编程控制器接收限位器信号的信号输入端对应相接，触摸屏的信号输出/输入端与可编程控制器的输入/输出端对应相接；可编程控制器的速度指令信号输出端与变频器的接收可编程控制器速度指令信号的输入端对应相接，变频器的第一信号输出端与电机的信号输入端对应相接，变频器的第二信号输出端与可编程控制器接收变频器输出的故障、抱闸、力矩信号的信号输入端对应相接。

本实用新型的优点：不通过载荷传感器，不通过复杂称重采样电路，由可编程控制器直接读取变频器的力矩信号，经过软件计算与处理，判断载荷的重量输出不同的起升(或下降)速度曲线。通过触摸屏装置，可根据需要设定不同载荷区间输出不同的频率值以满足调节起重机起升速度的需要，从而实现轻载高速，重载低速的起升机构调速的理想状态。可根据载荷的重量输出不同的起升(或下降)速度曲线，从而大大提高生产效率，提高电机功率因数，结构简单，使用方便、成本低廉。

附图说明

附图1是本实用新型系统结构方框图。

附图2是载荷调速工作程序方框图。图2中力矩判定与速度给定分别可分三个区间，它们分别是轻、中、重和高、中、低，并且它们之间是相互对应的。

具体实施方式

对照附图1，其结构是包括联动台、继电器、限位器、触摸屏、变频器、可编程控制器、电机组成，其中联动台与继电器相接，继电器的信号输出端与可编程控制器接收继电器信号的信号输入端对应相接；限位器信号输出端与可编程控制器接收限位器信号的信号输入端对应相接，触摸屏的信号输出/输入端与可编程控制器的输入/输出端对应相接；可编程控制器的速度指令信号输出端与变频器的接收可编程控制器速度指令信号的输入端对应相接，变频器的第一信号输出端与电机的信号输入端对应相接，变频器的第二信号输出端与可编程控制器接收变频器输出的故障、抱闸、力矩信号的信号输入端对应相接。

使用时，PLC可采用西门子CPU22624I/160单元6ES7 216、数字量扩展模块EM223、模拟量扩展模块EM235，触摸屏采用西门子TP170A，触摸屏与PLC之间采用PRPFIBUS电缆通讯。变频器采用安川Varispeed G7型变频器，PLC的模拟量扩展模块EM235的PC+模拟量输入端子和变频器的模拟量监视输出端子FM相连接，用以读取变频器的电信号值，通过载荷试验分别记录不同载荷时变频器的FM端子的模拟量输出，从而确定不同载荷与输出的电信号值的关系。载荷调速工作程序具体实现如附图2所示，首先判定载荷是起升还是下降，如果是起升的情况还要考虑钢丝绳是否张紧，待速度达到稳定值后，从变频器读出的电信号值经过PLC软件程序处理，判定载荷得出相应的载荷区间输出不同的频率值以满足起升机构不同速度的需要，从而实现轻载高速，重载低速的起升机构调速的理想状态。