基于编码器、变频器、涡流控制器、涡流变频电机、PLC的塔机回转系统

赵事洋 张强

摘要：本文介绍的是有变频器、编码器、涡流控制器、涡流变频电机、PLC等组成的新型回转控制系统。操作台通过给PLC输入信号来控制变频器，变频器通过涡流变频电机上的编码器反馈实际速度与给定速度对比，来控制涡流控制器的输出变化，以达到减小风吹塔机时对塔机回转运行的干扰，使塔机的回转机构在有风状态下依然运行平稳。

关键词：编码器；变频器；涡流控制器；涡流变频电机；PLC

Abstract：This paper introduces a new rotary control system consisting of frequency converter， encoder， eddy current controller， eddy current frequency motor， PLC and so on. Operating platform controls the converter by input signal to PLC. The converter feeds back the actual speed to the given speed through the encoder on the eddy current motor to control the output change of the eddy current controller， so as to reduce the disturbance of the wind-blown tower crane when it rotates， and make the rotating mechanism of the tower crane run smoothly in the wind state.

Key words： encoder； frequency converter； eddy current controller； eddy current frequency motor； PLC

1 引言

随着社会的进步，楼房、立交桥、跨河（江）大桥、跨海大桥等建筑物建设不断攀高，摩天大厦屡见不鲜。随着建筑物的高度越来越高，所产生问题也越来越多。从工程方面来说，主要是随着高度的不断攀升，风速就越来越大，当风达到一定程度的时候，对现场工作人员安全、工程的进度、塔机的使用状况、塔机损耗都存在影响。特别当塔机与塔机、塔机与建筑物之间存在交叉点时，更是要注意风速的大小与风向的方向，防止回转机构运转时停不下来发生事故。为此设计了这套新型的塔机回转控制系统，不仅在顺风的时快速停车，还能在逆风的情况下增加了运转的效率。

2 新型塔机回转控制系统的设计要求

新型的塔机回转控制系统是由操纵台、变频器、涡流控制器、PLC、编码器、涡流变频电机等部件组成的。

操纵台采用操纵手柄是独立球形推杆，采用下压（上提）式操纵，即在操纵过程中，下压（上提）解除锁止装置后方能推动操纵杆，实现上升、下降和运行动作，当手柄松开时，操纵杆自动回到零位，当再次操纵时，仍需要下压（上提）操纵杆解锁。

变频器选用施耐德ATV71变频器，可以通过输入信号控制控制电机的速度，同时通过编码器的反馈速度与给定速度对比来控制模拟量输出的变化。

编码器选用增量型编码器，安装回转电机的电机轴上，跟隨电机旋转AB相脉冲信号经频率—电压变换后，得到与转轴转速成比例的电压信号，便可测得速度值及位移量。

回转机构涡流控制器，它具有一个整流模块MK，变频器输出10～0VDC信号正极接入整流模块MK信号控制端con，负极接整流模块MK的接地端com，整流模块MK的电源输入端AC1、AC2连接24VAC，整流模块MK输出的+、-端连接涡流线圈RRa，整流模块MK的+端接二极管Red的阴极，整流模块MK的-端连接二极管Red的阳极。工作时，整流模块MK的电源输入端AC1与AC2接入电源24VAC，通过控制信号10-0VDC对整流模块MK的信号控制端con进行控制，使整流模块MK的输出端+与-有相应的电压输出。在控制电压由10VDC～0VDC变化的过程当中，涡流电压跟随着由高向低变化，配合变频的输出，可以达到不同的速度，实现平稳的加速与减速过程。

PLC选用施耐德PLC中的M218系列，这个系列经济实用完全符合本次设计的要求。主要是用来通过程序当中逻辑梯形图来对外部输入信号进行解析运算，来满足设备的正常工作状态。

负载涡流变频电机选用的是四川宜宾厂家提供的专门给变频器使用的涡流电机，这种电机零转速全转矩、低频大力矩与高精度转速控制、位置控制及快速动态响应控制。

3 新型塔机回转控制系统的电路设计

4 结语

塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，本机性能先进，结构合理，操作使用安全可靠。其主要特点是起重高度大，工作幅度宽。通过对塔机的回转设计算对塔式起重机有了更深入的研究，随着国家基础设施建设的迅速发展，塔式起重机的重要性更进一步的体现出来，所以我们必须更加深入的研究塔式起重机。？

参考文献：

[1]梁凤举.红外线光电开关电路的分析.辽宁 大连：大连铁道学院学报，1991

[2]许文峰，田承天，史勇，etal.塔式起重机回转机构涡流控制器，2010.

[3]刘子薇.基于PLC的塔式起重机控制系统设计与研究[D].合肥工业大学，2017.

（作者单位：沈阳三洋建筑机械有限公司）