塔机变幅机构变频调速控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种塔机变幅机构变频调速控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，塔式起重机的变幅机构是为塔机吊载行为改变作业半径(变幅)提供水平运动动力的传动装置，该装置主要由电机、减速箱、卷筒、以及变幅控制系统等构成，由于塔机变幅范围大(通常0-50/60米)、运行速度快，在变幅过程中对吊重产生的冲击比较大;就塔机变幅机构的调速控制技术而言，变幅机构多采用自耦变压器分档带动双速或三速电机来实现变幅机构调速，这些调速方式均不能实现平滑调速，且对传动机构冲击较大，由于上述调速方式属全功率调速，会造成设备运行能耗大、可靠性降低、故障率升高、维护成本增高、维护困难等问题。为了克服这些问题，现有技术中也有采用更先进的变频调速技术的，但其变幅电机调速多采用档位控制方式，设定档位频率，采用档位给定的频率来实现梯级变频的效果，档位间速度是阶梯性的，无法实现变幅电机的平滑无级调速。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种塔机变幅机构变频调速控制系统，采用电流控制无级调速方式，使塔机变幅机构在司机操控下，可以平滑地从零速稳定地升到最高速度，从最高速度到零速调整也相同，这样就提高了塔机的整机工作效率和工作稳定性。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种塔机变幅机构变频调速控制系统，包括联动台、限位信号采集装置、P LC控制器和变频器;其中:所述限位信号采集装置、变频器分别与PLC控制器相连，所述变频器分别与联动台和变幅机构的变幅电机连接，所述联动台、变频器、变幅机构的变幅电机、减速机和滚筒构成一个顺控回路。
[0005]进一步地，所述联动台还设置有电流调速模块，用于将联动台的手柄位置信息转换为4_20mA的电流信号，通过变频器模拟量输入端进入变频器，变频器编码分别对应输出0-50Hz之间的不同频率。
[0006]进一步地，在PLC控制器和变频器之间通过低速电阻回路开关并联有低速电阻支路。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0008]1、联动台控制手柄位置决定输出电流的大小，并直接控制变频器频率输出。
[0009]2、电源输入后经变频器频率可以按照要求改变。
[0010]3、无级调速:增加调速的平滑性，增大调速范围，调速精度高，效率快;变速平稳、无冲击，可以大大改善变幅机构和钢结构的使用情况，提高了塔机的运行安全性。
[0011 ] 4、启动电流低、变速时电流变化不大，对工地电网冲击小，减轻了用户电网扩容的负担，节电效果明显。
[0012]5、易于实现过程自动化控制。
[0013]6、可选择设定调速范围，提高了塔机的工作效率，节能的调速方式，减少了系统运行能耗。
[0014]7、零速抱闸，并且可以减少对制动器的磨损。
[0015]8、变幅机构采用电流控制的变频调速可以设定比较低的就位速度，用于精确吊装。
【附图说明】
[0016]本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0017]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]一种塔机变幅机构变频调速控制系统，如图1所示，包括:联动台1、限位信号采集装置2、P LC控制器3、变频器4、变幅电机5、减速机6、滚筒7;其中:
[0019]限位信号采集装置2、变频器4分别与PLC控制器3相连，联动台1、变频器4、变幅电机5、减速机6、滚筒7构成一个顺控回路;变幅电机5、减速机6、滚筒7为变幅机构。
[0020]所述限位信号采集装置2是塔机设备运行过程中用于采集塔机机构运行状态的行程及极限限位保护的行程限位开关信号的装置;其构成包括:带连轴器的齿轮系，凸轮组，行程开关;通过齿轮系的变比关系把被控制对象的运行行程情况反馈到凸轮运转上，用凸轮的转动位置撞击行程开关，行程开关触点动作(开或闭)传递信号给控制器;其工作原理是:将限位信号采集装置安装在预先安排的位置，当装于起重机械运动部件上或因受力发生形变运动的模块撞击行程开关时，行程限位开关的触点动作，实现电路的切换。因此，限位信号采集装置是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。限位开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在塔机的变幅控制电路中，用限位信号采集装置输入PLC，经PLC的逻辑运算控制输出回路来控制变频器输出，进而改变变幅机构电机的速度，达到对变幅机构的向前、向后限位保护作用和安全运行作用。
[0021]所述联动台I还设置有电流调速模块，用于将联动台的手柄位置信息转换为4-20mA的电流信号，通过变频器模拟量输入端进入变频器，变频器编码分别对应输出0-50Hz之间的不同频率，从而使变频器带动变幅电机运转，变幅电机执行向前或者向后动作，实现变幅电机的无级变速。
[0022]联动台手柄位置决定的电流调速模块的输出电流进入到变频器的模拟量输入端产生速度大小信号，即手柄位置决定的预期速度(此预期速度由司机操作人员根据现场情况需要操作联动台手柄位置决定)；当变幅电机的实际转速低于手柄位置决定的预期速度时，变频器继续增加频率输出，使变幅电机的实际转速继续增加;最终当变幅电机的实际转速和手柄位置决定的预期速度一致时，变频器频率输出稳定并保持;并且这种保持的频率和联动台手柄的位置是吻合的。当PLC3检测到向前或者向后的方向指令时，结合限位信号采集装置2采集到的限位信号进行综合判断，PLC3向变频器4发出向前或者向后信号，变频器4带动变幅电机5，由变幅电机5执行向前或者向后动作，这就是变幅机构系统的顺控过程。
[0023]本实用新型的工作原理是:
[0024]第一，本控制系统在进行无级调速时，限位保护功能作用过程、运行过程如下:
[0025]上述的整个系统，在司机操作塔机运行过程中，塔机的吊钩位置，或者吊钩承重中心点到塔机塔身中心点的力矩，或者塔机吊钩吊重超过预先按照塔机设计规范规定的值时，触发限位信号采集装置2上的行程开关，限位信号采集装置2采集到(位置、力矩、吊重)限位信号并通过电路从PLC3信号输入端输入PLC3，PLC3通过内置的逻辑控制程序做如下比较判断:
[0026]1、当PLC3接收到限位信号采集装置2采集到的位置限位信号如向前减速或者向后减速，则PLC3内置程序判断输出低速，则低速电阻回路开关接通(PLC3上已经定义为低速的输出点)并联电阻支路，使进入变频器模拟量控制回路的电流按照并联分流的阻流关系减少;若PLC3接收到向前减速或者向后减速前变幅机构的电机速度处于高速状态，同样变成低速;这样从实际运用的效果来看，就使塔机在向前或者向后运行过程中快靠近大臂远端限位区极限或者大臂近端极限I米左右的位置，可靠减速，起到减速限位保护作用;塔机吊钩吊重在向前或者向后过程中有效避免司机的失误不减速操作造成的惯性冲撞大臂远端滑轮机构或者向后撞击塔身的危险。同理，当PLC3接收到限位信号采集装置2采集到的位置限位信号如向前限位或者向后限位，则PLC3内置程序判断正在向前或者向后动作马上停止，PLC3向前输出点或者向后输出点切断输出，PLC3向前输出点或者向后输出点接入到变频器的正反转方向输入端，变频器方向输入切断，变频器停止运行，变频器输出控制的变幅电机停止运转。
[0027]2、同样，当PLC3接收到限位信号采集装置2采集到的力矩减速限位信号时，则PLC3内置程序判断输出低速，则低速电阻回路开关接通(PLC3上已经定义为低速的输出点)并联电阻支路，使进入变频器模拟量控制回路的电流按照并联分流的阻流关系减少;若PLC3接收到力矩减速限位信号前变幅机构的电机速度处于高速状态，同样变成低速;这样从实际运用的效果来看，就使吊重在向前运行过程中力矩快达到塔机载荷特性曲线的最大值极限I米左右的位置，可靠减速，起到减速限位保护作用；塔机吊钩吊重在向前运行过程中有效避免司机的失误不减速操作造成的惯性前冲引起重心不稳，避免塔机倾覆危险。
[0028]3、当PLC3接收到限位信号采集装置2采集到的力矩限位信号时，则PLC3内置程序判断停止向前，PLC3逻辑判断切断向前输出，PLC3向前输出点接入到变频器的方向输入端，变频器向前方向输入切断，变频器停止运行，变