浮吊式起重机控制的相关技术问题分析（三）

4 系统功能设计

　　4.1 基本操作功能基本操作功能通过拨动允许操作钥匙开关和左右两个手柄式凸轮控制器实现。

　　（1） 允许操作钥匙开关该钥匙开关有三个位置，分别是：禁止操作，抓斗作业和吊装作业。浮吊在停止作业期间，该开关置于禁止操作位置，此时所有的操作指令均被封锁，一切操作无效。当准备开始抓斗作业时，将钥匙开关置于抓斗作业位置，各项操作被允许进行，同时，对应于凸轮控制器的各档位，PLC将向各变频器输出与抓斗作业相适应的速度指令。当准备开始吊装作业时，将钥匙开关置于吊装作业位置，各项操作被允许进行，同时，对应于凸轮控制器的各档位，PLC将向各变频器输出与吊装作业相适应的速度指令。

　　（2） 旋转及变幅操作器该操作器为手柄式凸轮控制器。纵向除零位外前后各三个档位，用于控制变幅机构，可以三级速度向前或向后动作。横向除零位外左右各三个档位，用于控制旋转机构，可以三级速度向左或向右旋转。操作器可以斜向操作，即可以同时控制变幅和旋转机构动作。各档位的速度可在变频器上独立进行设置。

　　（3） 起升及抓斗操作器该操作器为手柄式凸轮控制器。纵向除零位外前后各三个档位，横向有中位和右位两个档位，手柄在中位时，前后操作手柄将同时控制起升与抓斗电机同步运行，使抓斗上升或下降。手柄在右位时，前后操作手柄将单独控制抓斗电机，使抓斗开启或闭合。各档位的速度可在变频器上独立进行设置。

　　4.2 安全联锁功能

　　（1） 旋转机构电气故障安全联锁旋转机构电气故障包括旋转变频器故障、断路器故障、隔离开关未合上故障。故障发生后由PLC发出指令旋转机构立即停机（其中大部分故障也将直接导致停机），同时，起升、抓斗及变幅机构在PLC控制下减速停机，停机后其他三个机构可通过操作杆复零来激活操作功能，以便把抓斗下放到适当位置后检修故障。

　　（2） 机构电气故障安全联锁变幅机构电气故障包括变幅变频器故障、断路器故障、隔离开关未合上以及由接触器差动信号反映的故障（差动信号是指由PLC根据动作指令与动作反馈的不一致作出的故障判断）。故障发生后由PLC发出指令变幅机构立即停机（其中大部分故障也将直接导致停机），同时，起升、抓斗及旋转机构在PLC控制下减速停机，停机后其他三个机构可通过操作杆复零来激活操作功能，以便把抓斗下放到适当位置后检修故障。

　　（3） 起升及抓斗机构电气故障安全联锁起升及抓斗机构电气故障包括起升或抓斗变频器故障、断路器故障、隔离开关未合上以及由接触器差动信号反映的故障。故障发生后由PLC发出指令起升及抓斗机构立即停机，同时旋转及变幅机构在PLC控制下减速停机，停机后其他两个机构可通过操作杆复零来激活操作功能，以便把抓斗移动到适当位置。

　　此时，PLC将作出允许故障下放操作的确认，操作下放钥匙关闭后，操作人员即可踏动脚踏板，通过释放起升及抓斗机械制动器将抓斗放下，以便检修故障。

　　（4） PLC故障时的安全联锁PLC出现故障时所有设备均将立即停机，PLC的连线逻辑设计保证了PLC故障停机时整个系统处于安全停机状态。如果PLC在故障时出现错误输出，可立即进行紧急停机操作。

　　4.3 防误操作功能

　　（1） 瞬间加速防误操作当操作人员瞬间将某个机构从零速推进到速时，变频器将不立即响应此操作，而是按正常设定以允许的加速度升速。

　　（2） 快速反向防误操作当操作人员将某个机构从一个方向的高速运行快速切换到反方向运行时，变频器将不立即响应此操作，而是按正常程序减速停机，待获得零速反馈后再进行反向启动。

　　（3） 行程防误操作当操作人员不慎使起升及抓斗或者变幅机构超越正常行程，PLC将立即发出该机构的紧急停止指令，同时封锁该方向的操作，反方向操作将在操作器复零时激活，以便机构退出超行程位置。

　　（4） 力矩平衡功能抓斗提升时是由起升及抓斗电机同时动作的，但在抓斗闭合时抓斗电机已提前动作，因此容易导致起升及抓斗电机受力不平衡，抓斗电机及钢绳容易受损，为解决这个问题，在提头及抓斗变频器间采用力矩跟踪控制方式，两台电机的受力可很快达到基本一致。

　　5 结束语

　　浮吊式起重机由于工作环境恶劣，在设计中要考虑的技术细节问题是比较多的，只要注意对上述提到的问题做好技术处理，安装调试便会顺利得多，系统投运一年来，运行稳定可靠，受到用户好评。