起重機主起升的運動監控
1 引言
隨著社會的進步，工業自動化產品的性能日益加強，而價格也因電子技術的高速發展而不斷下降。對原有設備的電氣控制可以以高性價比進行改進，通過采用先進的控制技術和驅動技術，使設備的運行更加節能，高效，安全，可靠。
作者在為上海船廠D2230型，D4070型兩臺浮塢門座式起重機電控部分運用當前的控制技術進行設計，產品投入運行兩年來實現零故障運行，更在高效節能方面為客戶創造了利潤。
2 系統控制方案
2．1控制系統功能要求
本文僅以D2230型浮塢門座式起重機為例介紹，應用于上海船廠碼頭貨物搬運。
額定載重量22噸;變頻提升電機額定功率75KW；額定提升速度30米/分，10噸以下為輕載，輕載時運行速度≤30米/分；非輕載時運行速度≤15米/分，要求滿足連續重載工作的需要；必要的硬件安全保護；對系統運行相關參數進行監視記錄
2．2 硬件設計
針對系統控制要求，主要控制器件配置如下：
1 電機驅動選用日本安川VS616G5-4110矢量型變頻器，配以PG-B2速度控制卡；
2 可編程控制器選用日本三菱FX2N-48MR型；
3 變頻電機應控制要求預裝1024P/R增量型光電旋轉編碼器；
4 運行監視記錄設備選用日本三菱FX-50DU-TK-C型觸摸屏；
5 五檔速度給定的主令頭；
6 制動電阻按額定功率的三倍選配。
2．3工作原理
系統上電后，在無故障反饋情況下，司機室駕駛員給出操作指令，PLC程序根據指令首先發定向指令給變頻器，并監視變頻器輸出力矩達到啟動開剎車力矩值時打開剎車，然后按操作指令以各檔速度運行，輕載速度≤30米/分，重載速度≤15米/分；運行全程故障監視，輕故障聲光提示，重故障緊急停機。
電機運行速度由PG光電編碼器反饋給變頻器，構成速度反饋閉環電流矢量控制，從而達到高精度速度控制和力矩控制；通過PG-B2卡監視輸出分頻到PLC高頻脈沖輸入端子，用于程序中的速度控制與監視。運行數據及歷史記錄通過RS422串行通訊接口傳送到觸摸屏用于監視。
2．4軟件設計
1． PLC程序分兩部分：其一為主起升吊鉤搬運貨物的主流程運行控制，其中的關鍵是把主令頭的運行及速度指令邏輯轉換為三位二進制輸出給變頻器多段速輸入端；以及對PG-B2卡分頻輸入的脈沖用SPD脈沖速度計算指令配合變頻器分頻參數F1-06及電機轉速換算為以米/分為單位的數據；其二為PLC與觸摸屏的接口程序，在PLC中為觸摸屏設立數據讀取區及相關狀態標志，用于觸摸屏的監視。
觸摸屏監視畫面組態：為便于駕駛員對運行狀況能更詳細準確的把握，以及便于工作人員對系統的維護，觸摸屏監視畫面組態具備運行畫面自動切換及歷史故障記錄。其流程如下：
結 論
該系統從設備選型，設計，安裝調試到投入運營，在短時間內順利完成，運行效果良好，達到了用戶的預期目標，運行兩年來無故障，受到了用戶的好評。為企業創造了極大的經濟效益，極具推廣價值。
隨著社會的進步，工業自動化產品的性能日益加強，而價格也因電子技術的高速發展而不斷下降。對原有設備的電氣控制可以以高性價比進行改進，通過采用先進的控制技術和驅動技術，使設備的運行更加節能，高效，安全，可靠。
作者在為上海船廠D2230型，D4070型兩臺浮塢門座式起重機電控部分運用當前的控制技術進行設計，產品投入運行兩年來實現零故障運行，更在高效節能方面為客戶創造了利潤。
2 系統控制方案
2．1控制系統功能要求
本文僅以D2230型浮塢門座式起重機為例介紹，應用于上海船廠碼頭貨物搬運。
額定載重量22噸;變頻提升電機額定功率75KW；額定提升速度30米/分，10噸以下為輕載，輕載時運行速度≤30米/分；非輕載時運行速度≤15米/分，要求滿足連續重載工作的需要；必要的硬件安全保護；對系統運行相關參數進行監視記錄
2．2 硬件設計
針對系統控制要求，主要控制器件配置如下：
1 電機驅動選用日本安川VS616G5-4110矢量型變頻器，配以PG-B2速度控制卡；
2 可編程控制器選用日本三菱FX2N-48MR型；
3 變頻電機應控制要求預裝1024P/R增量型光電旋轉編碼器；
4 運行監視記錄設備選用日本三菱FX-50DU-TK-C型觸摸屏；
5 五檔速度給定的主令頭；
6 制動電阻按額定功率的三倍選配。
2．3工作原理
系統上電后，在無故障反饋情況下，司機室駕駛員給出操作指令，PLC程序根據指令首先發定向指令給變頻器，并監視變頻器輸出力矩達到啟動開剎車力矩值時打開剎車，然后按操作指令以各檔速度運行，輕載速度≤30米/分，重載速度≤15米/分；運行全程故障監視，輕故障聲光提示，重故障緊急停機。
電機運行速度由PG光電編碼器反饋給變頻器，構成速度反饋閉環電流矢量控制，從而達到高精度速度控制和力矩控制；通過PG-B2卡監視輸出分頻到PLC高頻脈沖輸入端子，用于程序中的速度控制與監視。運行數據及歷史記錄通過RS422串行通訊接口傳送到觸摸屏用于監視。
2．4軟件設計
1． PLC程序分兩部分：其一為主起升吊鉤搬運貨物的主流程運行控制，其中的關鍵是把主令頭的運行及速度指令邏輯轉換為三位二進制輸出給變頻器多段速輸入端；以及對PG-B2卡分頻輸入的脈沖用SPD脈沖速度計算指令配合變頻器分頻參數F1-06及電機轉速換算為以米/分為單位的數據；其二為PLC與觸摸屏的接口程序，在PLC中為觸摸屏設立數據讀取區及相關狀態標志，用于觸摸屏的監視。
觸摸屏監視畫面組態：為便于駕駛員對運行狀況能更詳細準確的把握，以及便于工作人員對系統的維護，觸摸屏監視畫面組態具備運行畫面自動切換及歷史故障記錄。其流程如下：
結 論
該系統從設備選型，設計，安裝調試到投入運營，在短時間內順利完成，運行效果良好，達到了用戶的預期目標，運行兩年來無故障，受到了用戶的好評。為企業創造了極大的經濟效益，極具推廣價值。
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