[发明专利]塔式起重机起升机构调速控制系统

说明书

一、技术领域

本发明涉及塔式起重机的起升机构调速控制。

二、背景技术

起升机构是塔式起重机最重要的传动机构，其调速方式的优劣直接影响整机性能。目前传统的调速方式不能实现重载低速、轻载高速，而且调速范围小。起升机构调速方式选择原则有三个：首先要平稳，冲击小；其次要经济可靠，符合国情；三是要便于维修。常用传统的塔式起重机调速方法有如下几种：一是绕线异步电动机转子串电阻调速、晶闸管定子调压调速和串级调速；二是电磁离合器换档的减速器加带涡流制动的单速绕线转子电机；三是普通减速器加带涡流制动的多速绕线转子电机；四是差动星减速器加双电机。它们共同的特点是传动性能差，可靠性差，增加能耗，增加维修成本，而且都是采用单制动形式。单制动的优点是结构简单，安装、调试、维修方便；其缺点，也是最主要的致命点，就是当制动器失灵、电机轴或减速机轴损坏、制动器摩擦片磨损等制动装置失效后，没有其他保护措施使提升装置制动，由此原因导致的事故已屡见不鲜。

三、发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明使用PLC变频调速技术，通过PLC对变频器的控制，实现对塔机起升机构灵活、可靠地调速。

本发明采用的技术方案是：由PLC通过变频器控制塔式起重机的起升机构，将塔式起重机起升及下降的各档开关量输入PLC，PLC输出连接变频器，变频器输出连接起升电机；PLC程序设计完成起升变频器给出定信号和外围信号的逻辑运算、制动器的控制和各种故障信号的逻辑判断及报警。

控制杆的开关连接到PLC的输入端子(X0～X5)，限位开关连接到PLC的输入端子(X8～XC)，变频器的控制信号连接到PLC的输入端子(XD～XF)，复位按钮开关连接到PLC的输入端子(X6)，主接触器辅助触点接到PLC的输入端子(X7)上，制动器确认开关与夹钳压力开关接到PLC的输入端子(X10、X11)上。

PLC的输出接到变频器的输入端子(S1～S8)上，PLC的输出端还接在制动器接触器的线圈(LFa)、蜂鸣器线圈(BZ)和夹钳制动器的继电器线圈(CXT、CXD)上；制动器接触器(LFa)接到制动器的电机(LFaM)上，夹钳制动器的继电器(CXD)接夹钳制动器电机(HYM)，(CXT)接夹钳制动器的电磁阀(HEVt)。

电源通过主接触器(KM)及电抗器(React1)连接到变频器的电源输入端(R/S/T)，同时电源分别接到制动器接触器的主触点(LFa-1.3.5)、风机(LVeM)、夹钳电机接触器的主触点(CXD-1.3.5)、夹钳压力开关的接触器(CXT-11.21)上。变频器输出端子(U/V/W)通过输出电抗器(RT)接到电机(LM)上，变频器的直流输出端子通过制动单元(BU)接到制动电阻(RL)上，变频器编码接入端子直接接到电机尾端所配带的编码器(PG)上。

通电后，首先X7、X8、X9、XA、XB、XC等限位开关闭合；

液压夹钳正常的情况下，YA、YB闭合，液压夹钳电机工作，液压夹钳打开，当压力达到14MPa时，X10闭合，然后YB断电，液压夹处于保压状态。当压力低于13MPa时，X10断开，此时YB接通，液压夹钳电机工作，继续给夹钳加压。如此反复，一直到停机或是出现故障时，液压夹钳才断电制动。

当起落钩由于意外而失去制动作用时，电机在重物的作用下出现溜钩，而此时通过电机配带的编码器(PG)产生信号，此信号通过变频器所配带的编码译码装置(PG-X2卡)，反馈给变频器，此时通过变频器内部的计算，发出一个开关时信号给PLC的XF端子，PLC根据此信号，再通过PLC内部所编写的程序，由PLC发出一个停机信号给夹钳制动器，夹钳制动器将卷筒制动住，防止意外的发生。此时自动切断起升与下降的动作，需人员检查方可继续操作。如果人员不去检查，而是断电重新启动变频器，此时变频器会继续检出信号，而再一次将起升制动住，如此反复，直到维修人员将有问题的部件修复为止，避免安全事故的发生。

PLC首先向变频器发出运行控制信号(Y1正转、Y2反转)，变频器接收到运行信号后开始启动，当变频器输出电流、输出转矩、输出频率三个量都达到设定值时，变频器出开闸信号Y8闭合，机械抱闸接着打开抱闸，电机开始启动。

根据生产要求，通过改变PLC控制器的速度变化信号输出点(Y4、Y5、Y6)和变频器在各段的频率设定值来改变上升或下降的运行速度，从而改变吊车的运行周期，以适应各种不同建筑的生产工艺要求。