專利名稱：塔頭雙臂雙吊建筑起重機艙式自動化電氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該裝置屬于自動化控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
1、采用先進的可編程控制器技術(shù)。2、采用變頻驅(qū)動技術(shù)，對機構(gòu)進行調(diào)速控制。3、利用DP總線技術(shù)進行遠程控制與管理。

發(fā)明內(nèi)容
1、采用工業(yè)計算機技術(shù)，對起升、旋轉(zhuǎn)、變幅三大機構(gòu)的自動化控制。該裝置采用西門子的可編程控制器S7300系列產(chǎn)品，其中艙式控制室放在地面，內(nèi)有主站控制器S7300、起升機構(gòu)變頻器、總電源開關(guān)、遠程視屏監(jiān)控器及相關(guān)的中間執(zhí)行元器件。旋轉(zhuǎn)及變幅機械驅(qū)動機構(gòu)都在80 300米高的塔身上，因此，在塔臂的橫梁上放置一個戶外控制柜，內(nèi)置一個從站，采用西門子的S7-200/EM277系列產(chǎn)品，并放有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與變幅機構(gòu)變頻器，及相應(yīng)的中間執(zhí)行元器件。本裝置對起升、旋轉(zhuǎn)、變幅三大機構(gòu)進行控制，提高設(shè)備的可靠性，靈活滿足各種功能的需要，同時對外部的故障進行監(jiān)控與管理。司機室操作臺置放在地面，司機室操作臺上設(shè)置有三個主令開關(guān)，其中左邊有一個主令開關(guān)，分前后、左右方向，分別表示起升I機構(gòu)的上升下降和變幅I機構(gòu)的減幅增幅。中間也有一個主令開關(guān)，分左右方向，分別表示回轉(zhuǎn)機構(gòu)的左右回轉(zhuǎn)。右邊也有一個主令開關(guān)，也分前后、左右方向，分別表示起升2機構(gòu)的上升下降和變幅2機構(gòu)的減幅增幅。分別描述如下I)、兩個起升機構(gòu)分別由兩個主令開關(guān)控制，分別給出五檔速度指令到PLC對應(yīng)的輸入口，分別對應(yīng)額定速度的10 %、30 %、50 %、70 %、100 %，兩個起升機構(gòu)分別由兩臺卷揚75KW電機與減速箱組成，由PLC控制變頻驅(qū)動起升電機。該兩臺卷揚電機與減速箱組成的起升機構(gòu)均放在地面。2)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由兩臺185N. M力矩電機組成，有一個主令開關(guān)開關(guān)控制，同時給出三檔速度指令到PLC對應(yīng)的輸入口，分別對應(yīng)額定速度的10 %、50 %、90 %，由PLC控制變頻器驅(qū)動力矩電機，帶動旋轉(zhuǎn)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動塔身的旋轉(zhuǎn)。3)、變幅機構(gòu)由兩臺IlKW變頻電機組成，有兩個主令開關(guān)開關(guān)分別控制，分別給出三檔速度指令到PLC對應(yīng)的輸入口，分別對應(yīng)額定速度的10 %、50 %、90 %，由PLC控制變頻器驅(qū)動力矩電機。2、采用變頻技術(shù)即VVVF技術(shù)與產(chǎn)品，對起升、旋轉(zhuǎn)、變幅三大機構(gòu)的驅(qū)動與控制。I)、采用起重專用軟件的安川H1000系列的變頻器，由于起升機構(gòu)要求在OHZ時能夠提供200 %的額定力矩，因此選用矢量閉環(huán)控制模式，此模式下，速度偏差在0. 01 %，同步精度較高。由于是雙起升機構(gòu)，因此采用了兩套此款安川變頻器。2)、對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，由于采用兩臺力矩電機，因此采用安川的A1000系列的變頻器，選用V/F開環(huán)控制模式，在此模式下，可以提供在3HZ的150%的力矩，速度偏差在0.2%。3)、對變幅機構(gòu)，采用安川的A1000變頻器，選用矢量開環(huán)模式，在此模式下，可以提供在0. 5HZ的200%的力矩，速度偏差在0. 2%。由于是雙臂式，因此采用兩臺此款安川變頻器。3、采用DP總線通訊方式，將三大運行機構(gòu)與遠程中央控制站聯(lián)系起來。DP總線為西門子公司推廣并成熟的數(shù)據(jù)傳送方式，該項目設(shè)置數(shù)據(jù)傳送的波特率為187. 5Kbps，有效傳送距離可達I公里，抗干擾性強。4、采用遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對三大機構(gòu)的運行進行監(jiān)控。由于司機在地面的司機室內(nèi)，受視野所限，為安全起見，必須對半空中的起升機構(gòu)的吊鉤、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)及變幅機構(gòu)進行監(jiān)控。5、采用艙式帶空調(diào)、防護等級為IP65的新型外觀設(shè)計，滿足了室外多種場合的使用要求。I)、全封閉式艙式控制房，外接電纜連接部分采用航空插頭，防水性好，同時又便于安裝。2)、將艙式再分成兩部分，將發(fā)熱的制動電阻置放在外倉內(nèi)，內(nèi)置多個風扇，同時根據(jù)風向，在外壁上開通風荷葉孔，并與內(nèi)倉分隔開。3)、內(nèi)室裝有雙制式冷暖空調(diào)，保持溫度恒定。
四

1、圖1 :DP總線通訊方式，將三大運行機構(gòu)與遠程中央控制站聯(lián)系①控制主站②控制從站①和②通過profibus DP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通訊。2、圖2:現(xiàn)場布置圖①操作臺②顯示器③視頻分割器④視頻通訊⑤攝象頭I⑥攝象頭2⑦主站PLC S7-300⑧DP通訊⑨變幅回轉(zhuǎn)柜⑩從站pkS7_2000 :變幅變頻器
:回轉(zhuǎn)變頻器0 :起升變頻器 :起升限位、減速開關(guān) :變幅限位、減速開關(guān)回轉(zhuǎn)限位開關(guān)@ :重量檢測力矩檢測 . 風速檢測3、圖3:塔吊示意圖①變幅回轉(zhuǎn)柜②電氣倉③司機室④起升I機構(gòu)⑤起升2機構(gòu)4、圖 4 S7300 的 CPU、模塊CPU 313C-2DP帶集成數(shù)字量輸入/輸出和PROFIBUS DP主站/從站接口，CPU運算處理時間2us，帶有與過程控制功能，可連接單獨的I/O設(shè)備。具有中、大規(guī)模的程序存儲容量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對二進制和浮點數(shù)預(yù)算具有較高的處理能力?？捎糜诖笠?guī)模的I/O配置建立分布式I/O結(jié)構(gòu)?？稍诃h(huán)境溫度_25°C至+70°C運行，適應(yīng)于特殊介質(zhì)負載的環(huán)境。5、圖5:安川變頻器全新重負載塔機專用變頻器。高性能與高輸出，符合最適宜額定規(guī)格，感應(yīng)電機與同步電機可用同一變頻器驅(qū)動。高性能電流矢量控制，高控制精度，高響應(yīng)和防振動，高精度轉(zhuǎn)矩控制。低噪音耐環(huán)境、長壽命設(shè)計?？蛇x多種通信卡，輕松調(diào)試，維護簡單?？蓛?nèi)置豐富的塔機專用起重軟件。6、圖6:制動單元與安川變頻器配套使用，同上。7、圖7:視頻監(jiān)控器。8、圖8 :西門子S7300、DP總線技術(shù)的功能與圖片。①主站PLC I 電源 307-1BA00-0AA0②主站PLC 2CPU 313-6CF03-0AB0③從站PLC :EM277④DP通訊線9、圖 9 :安川 H1000、A1000、PG_X3 功能與圖片。①變頻器②A相監(jiān)視信號③B相監(jiān)視信號④a相監(jiān)視信號10、圖10 :軟件編程實現(xiàn)運行、抱閘、速度信號的時序。
①開②閉③開④閉⑤閉⑥開⑦閉⑧開A :運行指令輸入B :運行反饋信號C :制動器動作D :速度指令輸入E 電機速度F :零速信號11、圖11 :艙式自動裝置外觀尺寸圖。①空調(diào)②空調(diào)出氣孔③制動電阻12、圖12 :內(nèi)部元件布置示意圖。①變頻器②變頻器③制動單元I④制動單元2⑤制動單元3⑥制動單元413、圖13 :內(nèi)部元件布置示意圖。①變頻器②空氣開關(guān)③接觸器④斷路器I⑤斷路器2⑥斷路器3⑦斷路器4⑧斷路器5⑨接觸器⑩接觸器14、圖14 :系統(tǒng)設(shè)計框圖。①主站保護信號②操作信號
③報警顯示④S7-300PLC⑤從站保護信號⑥S7-200PLC⑦電源⑧變頻器⑨變頻器
五具體實施例方式1、根據(jù)雙臂雙吊起重機的工藝要求，進行系統(tǒng)分析，規(guī)劃與選配硬件與軟件。2、根據(jù)起重機的安全規(guī)范與標準，具體設(shè)計電氣原理及電氣倉的結(jié)構(gòu)。3、編制軟件程序，滿足現(xiàn)場起重機的各項功能與要求。4、組織與生產(chǎn)該裝置，編制模擬試驗大綱并進行出廠前測試。5、與機械生產(chǎn)廠家一道配合，帶負載進行測試。6、在實際吊裝現(xiàn)場，進行設(shè)備聯(lián)機調(diào)試。
權(quán)利要求
1.采用工業(yè)計算機技術(shù)即可編程控制器技術(shù)與產(chǎn)品，對起升、旋轉(zhuǎn)、變幅三大機構(gòu)的進行自動程序控制。
2.采用變頻技術(shù)即VVVF技術(shù)與產(chǎn)品，對起升、旋轉(zhuǎn)、變幅三大機構(gòu)的驅(qū)動進行控制。
3.采用DP總線通訊方式，將三大運行機構(gòu)與遠程中央控制站聯(lián)系起來。
4.采用遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對三大機構(gòu)的運行進行監(jiān)控。
5.采用艙式、帶空調(diào)、防護等級為IP65的新型外觀設(shè)計，滿足了室外多種場合的使用要求。
全文摘要
目前建筑起重機已經(jīng)發(fā)展出多種產(chǎn)品，除塔頭式外，已開發(fā)出平頭式、動臂式、塔頭式雙臂雙吊式建筑起重機等多種形式，廣泛應(yīng)用于多種場合。塔頭式雙頭雙臂式建筑起重機是專門應(yīng)用在風力發(fā)電領(lǐng)域或過江電力塔，比如安裝過江塔時，由于是方方正正的塔身，因此可以一次吊升兩個結(jié)構(gòu)件，同時安裝在塔身上，這樣可以節(jié)約時間，提高效率，因不需安裝兩臺通常的單吊塔機而節(jié)省設(shè)備投資。該裝置的技術(shù)要點在于采用先進的可編程控制器技術(shù)與產(chǎn)品，在驅(qū)動技術(shù)上采用變頻技術(shù)與產(chǎn)品，DP總線技術(shù)，精心編制專用軟件，達到了雙臂雙吊起重機的工藝與使用安全要求。
文檔編號B66C13/48GK103030066SQ20121000098
公開日2013年4月10日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者黃勇, 王青龍 申請人:武漢申安機電工程有限責任公司