[發明專利]抓斗橋式起重機電氣控制系統

在審

• 申請號: 201310067743.6
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN104030167A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 郭志年
• 申請（專利權）人: 寧夏嘉翔自控技術有限公司
• 主分類號: B66C13/48
• 分類號: B66C13/48;B66C13/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

抓斗橋式起重機常用來裝、卸煤、灰、矸石等重物，本發明涉及一種抓斗橋式起重機的電氣控制系統，是貨運港口、碼頭、發電廠、工礦企業生產過程中不可缺少的工程機械的電氣控制系統。

背景技術

抓斗橋式起重機的電氣控制系統行業現狀是：橋式起重機的抓斗升降、開閉、大車、小車運行的原傳動控制均為繼電器、接觸器控制，抓斗操作方式為雙手柄聯動臺操作。為了保證機械運行的平穩，系統采用轉子串電阻起動方式，由于繞線式電動機是通過接觸器來切換電動機轉子上串接的電阻，切換十分頻繁，其故障率居高不下。

另外由于抓料全過由全部由人工操作，用于抓斗提升和開閉鋼絲繩的受力很難達到均衡控制，易出現鋼絲繩斷裂、電機受損等現象。上述問題既增加了維修量也給生產帶來了一定程度的損失。四繩抓斗通過鋼絲繩與電機聯接，主吊與開閉電機之間沒有固定的聯系，沒有合適的檢測開關，在抓斗抓取物料的全過程中的每個階段，要求兩個電機的出力狀況都是不同的，需要不斷地改變電機的控制方式和出力情況，但傳統的串電阻控制方式無法滿足這種力矩控制的要求，因此抓斗主吊與開閉兩電動機的協調完全依靠司機的熟練程度以及操作水平。所以司機的勞動強度大，注意力需高度集中，容易疲勞，特別是夜間作業，更是如此。

隨著計算機控制技術、交流調速技術和電力電子技術的發展，在保證設備安全使用、可靠運行的前提下，實際生產中用戶普遍要求提高橋式起重吊車的作業效率、自動化程度、節能效果和減少維修量。在變頻技術蓬勃發展的今天，變頻傳動取代了以往的串電阻、自激調速等傳動方式，實現了平穩運行和軟啟動、低故障高效率驅動。可編程控制器也被廣泛地使用到抓斗吊車的控制系統之中，無論是采用傳統的串電阻傳動方式還是采用變頻器傳動方式，都需要仔細研究抓斗閉合的每個過程對電機出力的要求。目前國內部分抓斗起重機采用了PLC和變頻器，但沒有解決以上所述的核心問題，所以仍然無法解決原系統存在的問題，而且因為制動器控制不合理，造成變頻器頻繁燒毀等問題。

傳統控制方式存在的問題：綜合行業特點，目前傳統的抓斗控制主要存在以下問題：1、抓斗傳動系統由閉合機構、提升機構兩部分組成，兩套系統的提升能力分別按照抓斗起重量的60%設計，在勻速提升過程中，各承擔50%的功率，工作過程中，如果抓斗閉合不嚴即進入提升階段會造成物料遺漏，如果提升過晚又會造成閉合系統獨立承擔大于50%的提升量的功率，久而久之，會造成閉合機構的電機、鋼絲繩等的壽命減短，同樣的：在調整兩電機的過程中，如果提升電機提前動作，又會造成提升電機的驅動系統的過載；

2、抓斗抓取物料時，斗體置于物料表面，如果提升電機鋼絲繩保持過度松弛狀態，會造成鋼絲繩脫離槽位、纏繞，反之如果提升電機鋼絲繩保持拉緊不動狀態，抓斗閉合時，抓取的物料又太少，此時需司機在抓取過程中使用點動方式不斷調整抓斗位置才能保證滿斗抓料，此過程要求司機具有較高的操作經驗，而且勞動強度大，很難保證每次都能達到要求；

3、當使用變頻控制電機時，簡單地按照手柄指令延時控制制動器打開和關閉時間，不僅程序煩瑣，而且非常不合理，容易造成溜鉤和高力矩時抱死，造成電機、變頻器過載，抓取過程也難以順利進行。在制動器合理的情況下，上述第二項的矛盾仍難以解決；

4、當變頻器設置為V/F控制時，難以滿足低速時的良好轉矩，當變頻器設置為失量控制模式時，電機的機械特性很硬，此時，難以保證兩臺變頻器控制下的電機將達到力矩平衡；

5、在抓斗控制過程中，要求變頻器在每個階段需要不同的出力，單獨依賴變頻器無法滿足抓斗的工作需要。

綜上所述，傳統的控制方式不單是傳動部分存在缺陷，控制系統也存在控制邏輯不合理的因素。

發明內容

為了解決以上所述的弊端，本發明的具體解決方案如下：一種抓斗橋式起重機的電氣控制系統，抓斗橋式起重機的電氣控制系統包括：變頻器解決傳動系統的要求，用可編程序控制器（PLC）和旋轉編碼器配合達到邏輯控制的要求，用軟件來模仿有經驗的操作人員的操作方法，與變頻器配合完成抓取的全過程。抓斗橋式起重機的電氣控制系統，特征在于采用歐姆龍公司的CJ1M系列PLC作為控制核心。抓斗橋式起重機的電氣控制系統，特征在于用E6C2型旋轉編碼器檢測兩個電機的旋轉角度，安裝在兩個電機軸上或卷筒軸上。抓斗橋式起重機的電氣控制系統，選用兩臺3G3RV-ZV1系列變頻器驅動電機。抓斗橋式起重機的電氣控制系統，程序中考慮更換鋼絲繩時，按傳統控制方式工作的功能。