新型動臂吊車控制系統的製作方法
2023-12-04 00:29:01 2
專利名稱：新型動臂吊車控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及裝卸/堆料工程，特別涉及一種新型動臂吊車控制系統。
背景技術：
吊車廣泛應用於國民生產的各個行業，對於新型吊車的研發、製造、控制理論研究也進入了一個新的高度、階段。此新型吊車從設計原理上進行觀念性地改進.由原先靜止力臂-吊車設備的絞纜提升改為動臂的俯仰、提升同時動作，完成重載提升的功能，這項改進將明顯降低設備的製造和運行成本，與傳統吊車設備相比預計將達到近50%的節能效
^ ο新型吊車的特點是節能、控制簡便、靈活調速、精準定位、安全可靠性高等。 發明內容實用新型目的為了實現新型吊車的上述功能，尤其適應國家提出的可持續發展， 節能降耗的目標，本實用新型提供一種新型動臂吊車控制系統，該系統採用了觸控螢幕協助操作並顯示、PLC控制、變頻器執行的控制方法。採用的技術方案提供一種新型動臂吊車控制系統。所述新型動臂吊車控制系統包括依次連接的觸控螢幕、可編程控制器PLC和變頻器；所述變頻器與電動機同軸連接的旋轉編碼器和PG卡形成閉環系統。其中，所述變頻器的直流環節並聯有制動單元和/或制動電阻。其中，所述變頻器採用PG矢量控制，容量採用大1數量級選配。其中，所述旋轉編碼器為增量式600p/r，推挽放大輸出，A相B相Z相原點信號，軸徑為8mm中空型的編碼器。有益的技術效果本實用新型採用PLC作為邏輯控制部件，變頻器和PLC通訊時採用模擬量，滿足吊車運行效率、靈活調速、精準定位和安全可靠的要求。
圖1是本實用新型實施例新型動臂吊車控制系統結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。參照圖1，附圖標識1、觸控螢幕；2、可編程控制器PLC ；3、變頻器；4、旋轉編碼器； 5、PG卡；6、制動單元；7、制動電阻。在本實施例的系統組成如下(I)PLC 可編程控制器PLC完成系統邏輯控制部分，負責處理各種信號的邏輯關係，從變頻器及其它被控設備接收開關及模擬量信號，通過運算控制信號送給變頻器及其它被控設備，形成雙向聯絡關係，它是系統的核心。本系統採用歐姆龍CJ系列PLC進行控制。(2)觸控螢幕本案中觸控螢幕是作為顯示和控制的終端設備，顯示各被控設備的工作狀態。選用歐姆龍的NS系列觸控螢幕。(3)變頻器變頻器實現電動機調速。歐姆龍3G3RV-B4450-ZV1通用變頻器可實現平穩操作和精確控制，使電動機達到理想輸出。並將無PG的U/f控制、無PG矢量控制、 有PG的U/f控制、有PG矢量控制的四種控制方式融為一體，其中有PG矢量控制是最適合吊車控制要求的。容量選擇最好是採用大1數量級選配，本例中吊車電動機採用37kW的異步電動機，即37kW的電動機選45kW的變頻器。(4)旋轉編碼器和PG卡旋轉編碼器和PG卡，實現閉環運行。為滿足吊車的要求， 變頻器又要通過與電動機同軸連接的旋轉編碼器和PG卡，完成速度檢測及反饋，形成閉環系統。旋轉編碼器與電動機同軸連接，對電動機進行測速。旋轉編碼器輸出A、B兩相脈衝， 旋轉編碼器根據AB脈衝的相序，可判斷電動機轉動方向，並可根據A、B脈衝的頻率測得電動機的轉速。旋轉編碼器將此脈衝輸出給PG卡，PG卡再將此反饋信號送給變頻器內部，以便進行運算調節。PG卡選擇PG-B2，光電編碼器選用增量式600p/r，推挽放大輸出，A相B 相Z相原點信號，軸徑8mm中空型的編碼器。(5)制動單元在變頻器應用中當吊鉤空載上升或重載下降時，拖動系統存在位能負荷下放。電動機將處於再生發電制動運行狀態，使電動機回饋的能量通過逆變環節中並聯的二極體流向直流環節給濾波電容器充電。當回饋能量較大時，會引起直流環節電壓升高發生故障，電動機急速減速也會造成上述現象。解決辦法是在變頻器直流環節並聯制動單元和制動電阻。制動單元是變頻器一個可選組件，內設檢測和控制電路，其工作時對變頻器的直流迴路電壓進行在線檢測。當電壓超過設定允許值時，觸發制動器電晶體導通，經電阻釋放能量維持變頻器的直流母線電壓在正常工作範圍內，一個制動單元可並聯幾個電阻，視工況而定。(6)制動電阻制動電阻，消耗回饋電能，抑制直流電壓升高。當吊車減速運行時， 電動機處於發電狀態，向變頻器回饋電能。這時，同步轉速下降，一直一交變頻器的直流母線電壓升高，為了能消耗回饋電能，抑制直流電壓升高，還必須配置制動電阻。電阻的選擇非常重要，電阻選擇過大則制動力矩不足，電阻選擇過小則電流過大、電阻發熱等問題難以解決。一般我們推薦的電阻功率和阻值內選擇，對於提升高度較大、電機轉速較高的情況可以適當減小電阻以得到較高的制動力矩，如果最小值不能滿足制動力矩的話，要更換大一級功率的變頻器。制動單元和制動電阻應根據回饋最大能量及時間來選用。一般制動電阻器的選擇應使制動電流Is不超過變頻器的額定電流Ie，制動電阻最大功率Pmax要小於 1. 5倍的變頻器功率，然後與過載係數相乘。過載係數與減速時間和持續制動時間有關，具體要廠家提供電阻器過載係數及參數樣本。制動電阻的計算不再贅述。採用制動電阻消耗電機再生制動時送回直流迴路的電能。制動過程中，當直流電路電壓高於正常電壓70V時， 制動單元中的IGBT進行直流斬波，使制動電阻流過電流消耗再生電能。本實施例的控制方法如下(I)PLC 控制.本系統採用歐姆龍PLC數字量及模擬量控制，具體控制方式如下輸入信號變頻器運行信號、報警信號、頻率模擬量；手柄模擬量輸入、外部制動信號輸入等。控制對象變頻器運行信號、零伺服信號、頻率模擬量；外部制動開關信號等。串行通訊與歐姆龍NS觸控螢幕進行數據通訊。(2)變頻器控制。根據實際應用的歐姆龍變頻器3G3RV-B4450-ZV1系統的結構特點及程序設計要點。採用PLC作為邏輯控制部件，變頻器和PLC通訊時採用模擬量。由於 3G3RV-B4450-ZV1為通用型變頻器，因而用在吊車控制上為了滿足運行效率、靈活調速、精準定位和安全可靠的要求，其參數設置比專用型變頻器要複雜得多。下面僅介紹幾個主要參數的設置曳引電動機的轉速控制應是閉環的，其轉速的檢測由和電動機同軸旋轉的旋轉編碼器完成。必須保證旋轉編碼器和電動機連接時的同心度和可靠性，以保證速度採樣的準確度。變頻器其它常用參數可根據電網電壓和電機名銘牌參數直接輸入。也可通過自學習實現，本例是採用自學習方法讀入電機參數，可以使變頻器工作在最佳狀態。具體方法在完成參數設置後，使變頻器對所驅動的電動機進行自學習，將曳引機制動輪與電動機軸脫離，使電動機處於空載狀態，然後啟動電動機，變頻器便可自動識別並存儲電動機有關參數，使變頻器能對該電動機進行最佳控制。至此，變頻器參數設置完畢。以上內容是結合優選技術方案對本實用新型所做的進一步詳細說明，不能認定實用新型的具體實施僅限於這些說明。對本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的構思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應當視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種新型動臂吊車控制系統，其特徵在於，所述新型動臂吊車控制系統包括依次連接的觸控螢幕(1)、可編程控制器PLC (2)和變頻器(3);所述變頻器(3)與電動機同軸連接的旋轉編碼器(4)和PG卡(5)形成閉環系統。
2.根據權利要求1所述的新型動臂吊車控制系統，其特徵在於，所述變頻器(3)的直流環節並聯有制動單元(6)和/或制動電阻(7)。
3.根據權利要求1所述的新型動臂吊車控制系統，其特徵在於，所述變頻器(3)採用PG 矢量控制，容量採用大1數量級選配。
4.根據權利要求1所述的新型動臂吊車控制系統，其特徵在於，所述旋轉編碼器為增量式600p/r，推挽放大輸出，A相B相Z相原點信號，軸徑為8mm中空型的編碼器。
專利摘要本實用新型公開了一種新型動臂吊車控制系統。所述新型動臂吊車控制系統包括依次連接的觸控螢幕(1)、可編程控制器PLC(2)和變頻器(3)；所述變頻器(3)與電動機同軸連接的旋轉編碼器(4)和PG卡(5)形成閉環系統。本實用新型採用PLC作為邏輯控制部件，變頻器和PLC通訊時採用模擬量，滿足吊車運行效率、靈活調速、精準定位和安全可靠的要求。
文檔編號B66C13/22GK201999653SQ20112007891
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者趙福傑 申請人:捷飛特(大連)工業技術有限公司