变频器塔式起重机使用的几点体会与系统分析
作者：胡国平
【关键字】 变频器 对比 分析 精度
前 言
近年来，随着城市建设的高速发展，高层建筑日益增多，建筑施工现场塔式起重机械的使用数量不断增加，起重机安全对人民的生命和财产就尤为重要。
一、 变频器塔式起重机与传统起重机的对比
塔式起重机是建筑工地常用的一种机械设备，传统起重机在未使用变频器前，普遍存在着一下缺点：
1、控制方式采用绕线转子电机，切换电阻式启动调速。特别是涡流制动电机低速时电阻高温消耗巨大电能。
2、在工作环境差的条件下，电机的滑环、碳刷、及接触器触点易产生火化。严重影响其使用寿命。频繁的启动变速，在连续的高温下工作的电阻烧毁现象时有发生。
3、主卷扬机变速台阶感较强，机械冲击大，如操作不当，会有打齿现象，发生制动器失灵，非常危险。
4、从经济效益上来讲，由于线路复杂，故障率相对较高，对生产影响较大，维护费用高。跟传统的起重机相比，采用了变频器和三相异步电机，加上PLC 技术的广泛应用，现在起重机的优越性就明显体现
出来。
5、就设备本身来讲：
1）三相异步电机结构简单坚固，价格便宜，易于维护、更换。
2）变频器和PLC 的应用简化了传统的继电器线路，保护控制功能更强大，控制灵敏度适应性更好。设备性能整体得到了提升。
3）节能效果明显，故障率降低了，生产效率就提高了。
二、系统分析
系统主要包括PLC ，人机界面，主电箱（变频器），以及外围检测传感器。PLC 接受联动台及各种传感器的信号，执行预先设定好的程序步骤。变频器则接受PLC 指令，启动电机及控制电机转速及转向。
1 联动台：包括总启动，停止，急停，电铃调试，回转制动按钮。操作手柄包括大车，小车，行走，吊钩，回转。和传统起重机相比较，大车，小车，回转等调速都去掉了切换电阻及接触器的调速方法，而是采用了调整变频器频率来平稳控制电机转速达到平滑过渡速度快慢的效果。减少了机构的机械冲击。调试按钮，可以是起重机在安装和检修工程中临时解除高度限位和小车限位，允许低速运行，触发复位触点，实现计数器复位。
2行走台车：多数是固定式安装，具有独立的控制箱。变频器一拖二，适当放宽加/减速时间，主要是为了减轻塔身惯性带来摇晃。电机：采用电磁制动变频电机。制动器和冷却分机并联，以降低制动时产生的温升。前后限位各装2只行程开关，主要确保安全运行。和传统操作无变化。
3、主卷扬机：是拖动重物做垂直运动的机构。所以变频器采用起重设备专用型，功率匹配，按起重特性设置。电机同样采用电磁制动变频电机。制动器和冷却风扇并联，由于制动力矩较大，牵引电磁铁采用三相拖动。传统的液力推杆制动器，反应速度慢、故障率高不宜采用。在运行过程中，变频器输出频率由0Hz 随加速时间逐渐上升，当频率到达5Hz 左右，制动器动作，电机启动运行。停机过程反之。实现了0转速大转矩启停。有效的避免了坠钩。在上下限位保护上采用了旋转编码器与PLC 高速计数器配合，实现了上、下限位减速缓冲过程限位，这是它的优点。小车变幅和主卷扬相同。
4、回转机构：在加减速频繁变化时，：电机转速与塔机回转惯性产生很大的作用与反作用力。这个硬变速对给塔机带来一定伤害，因此联轴节采用液力耦合器，吸收这个硬变速。变频器采用通用型，自由减速停止。电机采用普通变频电机，只需完成变速，输出足够转矩即可。
5、力矩和重量限位：机械式力矩限位器和重量限位器。它将接点信号送到PLC ，由系统监控塔。这是硬件限位。在软件限位方面，重量传感器与PLC 组成电子秤。直接读取吊钩物体重量，设起重机设定的重量比较，实现软件重量限位。再利用物体重量、小车行程推算出当前力矩。与设定力矩比较，实现软件力矩限位。提高了控制精度。
6、 PLC 和人机界面：在起重机控制系统中，有大量的逻辑命令需要处理，主要由PLC 来完成，人机界面：有监控画面和设置画面。可以形象的显示吊钩、小车、重量、力矩、等。设置画面：可以设置高度限位、小车限位、重量限位、力矩值、校验电子秤等等。在报警时，显示报警子画面，打印画面：记录塔机所有运行工况履历，更重要的一点是 程序可以不断升级，更新。满足各种要求。系统在运行过程中，如果电压欠压，各部机构减速停止，人机报警。吊钩只能低速下降。如果缺相系统自动保护。恢复供电，需重启系统。
三、 结束语
随着新技术的越来越多的应用，变频器起重机电气线路的进一步简洁，功能起来越完善，在拆装过程中，可有效避免装错线，同时节省电气安装时间。
四、参考资料
GB5144-2006《塔式起重机安全规程》
GB/T13752-92《 塔式起重机设计规范》
《塔式起重机安全操作规程标准与技术》
《塔式起重机安装方案》
变频器塔式起重机使用的几点体会与系统分析
作者：胡国平
【关键字】 变频器 对比 分析 精度
前 言
近年来，随着城市建设的高速发展，高层建筑日益增多，建筑施工现场塔式起重机械的使用数量不断增加，起重机安全对人民的生命和财产就尤为重要。
一、 变频器塔式起重机与传统起重机的对比
塔式起重机是建筑工地常用的一种机械设备，传统起重机在未使用变频器前，普遍存在着一下缺点：
1、控制方式采用绕线转子电机，切换电阻式启动调速。特别是涡流制动电机低速时电阻高温消耗巨大电能。
2、在工作环境差的条件下，电机的滑环、碳刷、及接触器触点易产生火化。严重影响其使用寿命。频繁的启动变速，在连续的高温下工作的电阻烧毁现象时有发生。
3、主卷扬机变速台阶感较强，机械冲击大，如操作不当，会有打齿现象，发生制动器失灵，非常危险。
4、从经济效益上来讲，由于线路复杂，故障率相对较高，对生产影响较大，维护费用高。跟传统的起重机相比，采用了变频器和三相异步电机，加上PLC 技术的广泛应用，现在起重机的优越性就明显体现
出来。
5、就设备本身来讲：
1）三相异步电机结构简单坚固，价格便宜，易于维护、更换。
2）变频器和PLC 的应用简化了传统的继电器线路，保护控制功能更强大，控制灵敏度适应性更好。设备性能整体得到了提升。
3）节能效果明显，故障率降低了，生产效率就提高了。
二、系统分析
系统主要包括PLC ，人机界面，主电箱（变频器），以及外围检测传感器。PLC 接受联动台及各种传感器的信号，执行预先设定好的程序步骤。变频器则接受PLC 指令，启动电机及控制电机转速及转向。
1 联动台：包括总启动，停止，急停，电铃调试，回转制动按钮。操作手柄包括大车，小车，行走，吊钩，回转。和传统起重机相比较，大车，小车，回转等调速都去掉了切换电阻及接触器的调速方法，而是采用了调整变频器频率来平稳控制电机转速达到平滑过渡速度快慢的效果。减少了机构的机械冲击。调试按钮，可以是起重机在安装和检修工程中临时解除高度限位和小车限位，允许低速运行，触发复位触点，实现计数器复位。
2行走台车：多数是固定式安装，具有独立的控制箱。变频器一拖二，适当放宽加/减速时间，主要是为了减轻塔身惯性带来摇晃。电机：采用电磁制动变频电机。制动器和冷却分机并联，以降低制动时产生的温升。前后限位各装2只行程开关，主要确保安全运行。和传统操作无变化。
3、主卷扬机：是拖动重物做垂直运动的机构。所以变频器采用起重设备专用型，功率匹配，按起重特性设置。电机同样采用电磁制动变频电机。制动器和冷却风扇并联，由于制动力矩较大，牵引电磁铁采用三相拖动。传统的液力推杆制动器，反应速度慢、故障率高不宜采用。在运行过程中，变频器输出频率由0Hz 随加速时间逐渐上升，当频率到达5Hz 左右，制动器动作，电机启动运行。停机过程反之。实现了0转速大转矩启停。有效的避免了坠钩。在上下限位保护上采用了旋转编码器与PLC 高速计数器配合，实现了上、下限位减速缓冲过程限位，这是它的优点。小车变幅和主卷扬相同。
4、回转机构：在加减速频繁变化时，：电机转速与塔机回转惯性产生很大的作用与反作用力。这个硬变速对给塔机带来一定伤害，因此联轴节采用液力耦合器，吸收这个硬变速。变频器采用通用型，自由减速停止。电机采用普通变频电机，只需完成变速，输出足够转矩即可。
5、力矩和重量限位：机械式力矩限位器和重量限位器。它将接点信号送到PLC ，由系统监控塔。这是硬件限位。在软件限位方面，重量传感器与PLC 组成电子秤。直接读取吊钩物体重量，设起重机设定的重量比较，实现软件重量限位。再利用物体重量、小车行程推算出当前力矩。与设定力矩比较，实现软件力矩限位。提高了控制精度。
6、 PLC 和人机界面：在起重机控制系统中，有大量的逻辑命令需要处理，主要由PLC 来完成，人机界面：有监控画面和设置画面。可以形象的显示吊钩、小车、重量、力矩、等。设置画面：可以设置高度限位、小车限位、重量限位、力矩值、校验电子秤等等。在报警时，显示报警子画面，打印画面：记录塔机所有运行工况履历，更重要的一点是 程序可以不断升级，更新。满足各种要求。系统在运行过程中，如果电压欠压，各部机构减速停止，人机报警。吊钩只能低速下降。如果缺相系统自动保护。恢复供电，需重启系统。
三、 结束语
随着新技术的越来越多的应用，变频器起重机电气线路的进一步简洁，功能起来越完善，在拆装过程中，可有效避免装错线，同时节省电气安装时间。
四、参考资料
GB5144-2006《塔式起重机安全规程》
GB/T13752-92《 塔式起重机设计规范》
《塔式起重机安全操作规程标准与技术》
《塔式起重机安装方案》