Plc和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，涉及自动控制【技术领域】。所述系统包括用于检测起重机位置并将检测到的位置信号传送给控制装置的位置检测装置，用于控制起重机运行状态并与控制装置的输入端电连接的速度控制电路，用于根据接收的起重机位置以及速度控制信号输出驱动信号的控制装置，所述控制装置为相互之间进行电连接的PLC与变频器；以及用于接收驱动信号并输出动力控制起重机运行速度的行走装置。所述系统能够防止起重机冲击轨道尽头的车档，减少起重机的损坏机率和防止发生起重机冲出轨道。
【专利说明】PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动控制【技术领域】，尤其涉及一种PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统。
【背景技术】
[0002]PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%?30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。门式起重机等在轨道上行走的起重机，在到达轨道机头时，由限位开关发出信号，切断电机电源，目的是让起重机不冲出轨道，但起重机在较高速度工作时惯性较大，加上工作环境一般较差，限位开关的损坏率很高，这会导致起重机受惯性力作用而冲击轨道尽头的车档，长期会造成起重机损坏和起重机冲出轨道的危险。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，所述系统能够防止起重机冲击轨道尽头的车档，减少起重机的损坏机率和防止发生起重机冲出轨道。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:所述系统包括用于检测起重机位置并将检测到的位置信号传送给控制装置的位置检测装置，用于控制起重机运行状态并与控制装置的输入端电连接的速度控制电路，用于根据接收的起重机位置以及速度控制信号输出驱动信号的控制装置，所述控制装置为相互之间进行电连接的PLC与变频器；以及用于接收驱动信号并输出动力控制起重机运行速度的行走装置。
[0005]优选的，所述位置检测装置为直流电感式接近开关，设有两组分别位于起重机轨道的两端。
[0006]优选的，所述位置检测装置为光电开关、超声波开关或磁感应开关。
[0007]优选的，所述位置检测装置为超声波位置传感器或激光位置传感器。
[0008]优选的，所述位置检测装置为用于检测起重机运行速度和位置信号的编码器，在轨道一端的限位开关前端安装与编码器配合使用的原点开关。
[0009]优选的，所述PLC的输入端XO接调速接近开关，PLC的输入端Xl接I速控制信号，PLC的输入端X2接2速控制信号，PLC的输入端X3接3速控制信号，PLC的输入端X4接4速控制信号，PLC的输入端X5接5速控制信号，PLC的输入端X6接6速控制信号，PLC的输入端X7接正向限位开关，PLC的输入端XlO接正转信号开关，PLC的输入端Xll接上电信号开关，PLC的输入端X12接急停信号开关，PLC的输入端X13接反转信号开关；PLC的输出端YO接变频器的STF输入端，PLC的输出端Yl接变频器的RH输入端，PLC的输出端Y2接变频器的RM输入端，PLC的输出端Y3接变频器的RL输入端，PLC的输出端Y4接变频器的STR输入端，变频器的输出端接起重机行走电机。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述系统首先通过位置检测装置对行走装置进行调速处理，然后再经过限位开关，对其进行停电操作，用自动调速方法降低惯性力，可防止起重机以巨大惯性力作用冲击车档。调速范围在起重机进入轨道尽头的5米左右范围内，如果行走速度为大于2速速度，则PLC控制起重机以2速或I速运行，即使起重机的限位开关失效也可减少起重机冲击时的惯性动能，使得起重机的运行更加稳定以及安全可靠；所述系统还可使起重机工作行程稍变大些，是因为在进入轨道尽头5米处自动调速后，使起重机速度在该范围内很慢，惯性力很小，断电后能很快停下，所以可适当将限位开关外移，从而增大行程。此外，如果位置检测装置采用为常闭型开关，如果开关损坏，只能以设定的终点速度或低于该速度行走，而不能高速行走，从而防止出现相关故障。在设定调速信号开关与终点信号开关之间，无论正反向速度只能以等于或低于设定的终点速度行走，在信号开关之外正反操作速度可限，防止误操作或线路故障造成在该范围内高速运行发生故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0012]图1是本实用新型的原理框图；
[0013]图2-4是本实用新型控制装置中PLC与变频器的接线原理图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，一种PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，所述系统包括用于检测起重机位置并将检测到的位置信号传送给控制装置的位置检测装置，用于控制起重机运行状态并与控制装置的输入端电连接的速度控制电路(速度控制电路与现有技术相同，包括限位开关等部件，主要用于控制起重机的运行状态，在此不做详细介绍)，用于根据接收的起重机位置以及速度控制信号输出驱动信号的控制装置(控制信号包括位置、速度等信号)，所述控制装置为相互之间进行电连接的PLC与变频器；以及用于接收驱动信号并输出动力控制起重机运行速度的行走装置。
[0015]所述位置检测装置可以是直流电感式3线常闭接近开关，分别设在起重机轨道的首尾2端，直流电感式3线常闭接近开关可选品牌较多，例如:沪工牌LJ18A3_8_Z/AX。所述位置检测装置可以是直流电感式3线常开接近开关，分别设在起重机轨道首尾2端，直流电感式3线常开接近开关可选品牌较多，例如:沪工牌LJ18A3_8_Z/BX。所述位置检测装置可以是直流电感式2线常闭接近开关，直流电感式2线常闭接近开关可选品牌较多，例如:沪工牌 LJ18A3_4_Z/DX。
[0016]所述位置检测装置可以是距离传感器，距离传感器可以采用超声波或激光形式测距，到设定距离后控制装置自动控制行走装置。
[0017]对位置控制要求较高的场所，采用编码器作为位置检测装置，编码器采用增量编码器(也称为相对编码器)，安装在电机轴或传动轴上；需安装原点开关，原点开关安装在轨道一端的限位开关前端处，每次上电工作前需最低速先回原点，再开始工作。编码器检测起重机行走速度，并把速度信号转换为电信号传送给控制装置，PLC的X0、X1输入端用于接收编码器信号，PLC通过设定数值与编码器信号比较，确定是否到达调速位置，并通过计算行走速度，来确定采用何种调速方式，防止起重机以巨大惯性力冲击车档。另外，PLC通过控制的输入数值与编码器信号比较，确定是否到达要求位置，从而达到较高的位置控制精度。编码器可选品牌众多，选用欧姆龙E6B2_CWZ6C型。
[0018]如图2所示，所述PLC的输入端XO接调速接近开关，PLC的输入端Xl接I速控制信号，PLC的输入端X2接2速控制信号，PLC的输入端X3接3速控制信号，PLC的输入端X4接4速控制信号，PLC的输入端X5接5速控制信号，PLC的输入端X6接6速控制信号，PLC的输入端X7接正向限位开关，PLC的输入端XlO接正转信号开关，PLC的输入端Xll接上电信号开关，PLC的输入端X12接急停信号开关，PLC的输入端X13接反转信号开关；PLC的输出端YO接变频器的STF输入端，PLC的输出端Yl接变频器的RH输入端，PLC的输出端Y2接变频器的RM输入端，PLC的输出端Y3接变频器的RL输入端，PLC的输出端Y4接变频器的STR输入端，变频器的输出端接起重机行走电机。
[0019]位置检测装置安装位置在距原限位开关向内的一段距离处，安装高度应在原行程开关限位档铁的下部，以直平部位做基准，感应信号稳定为好，以选用DC24V、3线常闭型的电感式接近开关为例，感应距离为8mm(感应距离应较大些，防止起重机吊重物时产生颤动，造成接近开关撞坏)。起重机行走部件到该位置时，限位档铁使调速信号开关状态发生变化，给PLC信号。PLC根据此时输入速度信号，判别此时速度高低:如为5速、6速行走，则自动减速以过渡速度4速行走1.5秒后自动变为设定终点速度2速行走，此阶段不接受输入高速信号的控制；如为3速、4速，则调整为2速运行；如为2速，则可以原速度或选择再低速运行；如为I速，可原速度运行。本例采用三菱FX2N PLC、三菱FR-A540变频器进行控制，以正转控制为例，反转控制原理相同，不再说明。PLC与变频器的连接图如图2-4所示。其中图2采用三线常闭接近开关，图3采用三线常开接近开关，图4采用两线常闭接近开关。PLC输入输出如下表所不:
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[0021]所述系统首先通过位置检测装置对行走装置进行调速处理，然后再经过限位开关，对其进行停电操作，用自动调速方法降低惯性力，可防止起重机以巨大惯性力作用冲击车档。调速范围在起重机进入轨道尽头的5米左右范围内，如果行走速度为大于2速速度，则PLC控制起重机以2速或I速运行，即使起重机的限位开关失效也可减少起重机冲击时的惯性动能，使得起重机的运行更加稳定以及安全可靠；所述系统还可使起重机工作行程稍变大些，是因为在进入轨道尽头5米处自动调速后，使起重机速度在该范围内很慢，惯性力很小，断电后能很快停下，所以可适当将限位开关外移，从而增大行程。此外，如果位置检测装置采用为常闭型开关，如果开关损坏，只能以设定的终点速度或低于该速度行走，而不能高速行走，从而防止出现相关故障。在设定调速信号开关与终点信号开关之间，无论正反向速度只能以等于或低于设定的终点速度行走，在信号开关之外正反操作速度可限，防止误操作或线路故障造成在该范围内高速运行发生故障。
[0022]本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及其实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用来帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，其特征在于:所述系统包括用于检测起重机位置并将检测到的位置信号传送给控制装置的位置检测装置，用于控制起重机运行状态并与控制装置的输入端电连接的速度控制电路，用于根据接收的起重机位置以及速度控制信号输出驱动信号的控制装置，所述控制装置为相互之间进行电连接的PLC与变频器；以及用于接收驱动信号并输出动力控制起重机运行速度的行走装置。
2.根据权利要求1所述的PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，其特征在于:所述位置检测装置为直流电感式接近开关，设有两组分别位于起重机轨道的两端。
3.根据权利要求1所述的PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，其特征在于:所述位置检测装置为光电开关、超声波开关或磁感应开关。
4.根据权利要求1所述的PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，其特征在于:所述位置检测装置为超声波位置传感器或激光位置传感器。
5.根据权利要求1所述的PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，其特征在于:所述位置检测装置为用于检测起重机运行速度和位置的编码器，在轨道一端的限位开关前端安装与编码器配合使用的原点开关。
6.根据权利要求1所述的PLC和变频器控制起重机自动调速防撞控制系统，其特征在于:所述PLC的输入端XO接调速接近开关，PLC的输入端Xl接I速控制信号，PLC的输入端X2接2速控制信号，PLC的输入端X3接3速控制信号，PLC的输入端X4接4速控制信号，PLC的输入端X5接5速控制信号，PLC的输入端X6接6速控制信号，PLC的输入端X7接正向限位开关，PLC的输入端XlO接正转信号开关，PLC的输入端Xll接上电信号开关，PLC的输入端X12接急停信号开关，PLC的输入端X13接反转信号开关；PLC的输出端YO接变频器的STF输入端，PLC的输出端Yl接变频器的RH输入端，PLC的输出端Y2接变频器的RM输入端，PLC的输出端Y3接变频器的RL输入端，PLC的输出端Y4接变频器的STR输入端，变频器的输出端接起重机行走电机。
【文档编号】B66C15/04GK203922504SQ201420046102
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】张涛 申请人:南车石家庄车辆有限公司