学文网【摘 要】随着机械制造业的不断发展，大跨距龙门式起重机应用场合增多，对安全性的要求也不断提高。刚性腿与柔性腿行走同步是影响起重机安全性能的一个重要因素，如果不加以控制，造成两侧支腿偏差过大，继而造成龙门吊扭曲，轻则发生肯轨现象，重则引发安全事故，造成经济损失和人身伤亡。本文是分析偏差产生原因和解决措施，经过实践应用得出的一些观点和解决方法。
【关键词】门式起重机；PLC；变频器；纠偏
在大跨距门机的实际使用中受到很多因素的影响，导致刚性腿与柔性腿之间行走速度的不能完全同步，如大车轨道高低不平，大车行走轮直径的偏差，减速机的机械偏差 ，电机转速偏差，大车行走机构承受的载荷存在差异等。在因此产生的偏差达到设计规定值时 ，起重机就应自动减速纠偏，；如果偏差在一定延时时间内无法调整到正常值内，控制系统自动要断开大车运行控制回路，使起重机自动停车。这时，就要依靠操作员根据偏差指示仪进行手动纠偏。
１．常用的自动纠偏的方法
要实现大跨度门机的自动纠偏，首先要分析并找出偏差产生的原因，然后采取相应的纠偏措施。常用的方法如下所示：
1.1通常的方法，是在两侧支腿各安装一个行走随动轮，通过编码器测量随动轮转动产生的脉冲信号，并将信号输入到PLC ，计算出两侧的行走速度或行走距离，进行纠偏处理。
1.2对于变频控制的系统，可以采用变频器的同步功能进行纠偏控制。首先通过编码器采集刚性腿与柔性腿的脉冲信号，然后将脉冲信号输入到对应侧的变频器编码器卡，变频器之间通过通讯的方式进行信号处理，控制各自的输出频率，达到纠偏目的。
1.3可以通过比较主梁与柔性腿的夹角大小的方法进行纠偏。这可以在柔性铰接处安装角位移传感器，当测量角度大于或小于90度，输出控制信号进行纠偏。
1.4在刚性腿侧和柔性腿侧安装光束传感器或各类型感应传感器，侧量两侧行走的距离，将采集信号输入PLC，经程序处理输出控制信号进行纠偏。
通过以上方法我们不难看到，电气自动纠偏的原理大概一致，即通过编码器或传感器测量刚性退与柔性腿两侧的行走距离或行走速度，将信号反馈到处理器，通过比较测量值间的偏差进行补偿，都是采取闭环的控制方法。
2.大车电气控制和自动纠偏系统应用
2.1方案配置
本方案采用刚、柔腿侧的电动机分别用两个安川H1000变频器同时驱动，采用上述第一种方法进行自动纠偏控制，变频器的调速范围为0～50HZ。具体系统配置如下：
1)控制方式为联动台主令控制，各机构4档控制。
2)大车行走机构采用多转速给定，1～4速的对应频率分别设定为5HZ、15HZ、35HZ、50HZ。
3)将刚、柔腿侧编码器的脉冲信号反馈到PLC或变频器进行闭环控制。
4)电气系统设有错相和缺相保护，过压失压保护、零位保护、电动机过载保护、制动单元过热保护、门限位开关、大小车限位，线路过载、短路、断路保护等。
5)控制系统具有抗干扰能力，对电磁波辐射、电网电压瞬间波动、无线电波、电源高次谐波都有屏蔽过滤功能，控制系统在电网电压波动10%时仍能正常工作。
6)刚性腿侧与柔性腿侧各2个4KW的大车电动机，采用2个安川H1000系列11KW变频器，内置制动单元，两套1800w/40Ω制动电阻。
2.2电气自动纠偏原理
基本程序编制和参数设定方法是通过计算编码器脉冲数计算刚、柔腿侧大车随动轮实际运行的距离偏差 。当偏差达到设计规定值时，运行较快的一侧减速运行，以达到纠偏效果。具体的工作过程如下***所示：
K06、K07为大车左行与右行的运行输入信号，分别输入到PLC的X06、X07端口，当运行信号输入后，内部计数器开始计数，此时门机开始行走，编码器A发出的脉冲信号通过X00、X01端子输入到PLC，编码器B发出的脉冲信号通过X03、X04端子输入到PLC，两组脉冲信号通过内部计数器进行比较，数值大的一侧速度较快，对相应的驱动设备进行控制，使其速度降低(一档不纠偏，二档以上速度运行时纠偏系统起作用)，当速度恢复到合理的数值范围内，重新快速运行，从而实现自动纠偏控制。
自动纠偏的方法是快了就减速的方法——如起重机在运行过程中，刚性腿侧较快时，经过PLC程序处理，PLC输出继电器KQ0动作，使继电器K13失电，从而使K02继电器失电，刚性腿变频器停止输出，柔性腿侧的2个电动机则立即进行减速惯性停止（电磁制动器仍然打开），此时，柔性腿变频器以一档速度低速驱动输出。当两侧距离回到允许偏差距离内时，KQ0继电器重新得电，使柔性、刚性腿侧电动机又同时以相同的转速稳定运行。
如起重机在运行过程中，柔性腿侧较快时，经过PLC内部程序处理，PLC输出继电器KQ1动作，使继电器K14失电，从而使K22继电器失电，柔性腿变频器停止输出，柔性腿侧的2个电动机则立即进行减速惯性停止（电磁制动器仍然打开），此时，刚性腿变频器以一档速度低速驱动输出。当两侧距离回到允许偏差距离内时，KQ1继电器重新得电，使柔性、刚性腿侧电动机又同时以相同的转速稳定运行。
考虑到纠偏过程的安全性和稳定性，纠偏时设备驱动侧以最低速运行。如***所示，无论K13或K14继电器失电，行走二速和行走三速信号均断开。同时KQ2继电器输出，控制报警装置发出报警信号。
2.3人工纠偏原理
当门机两侧的偏差超过一定范围（可根据设备工况设置），KQ0、KQ1、KQ2继电器同时输出，此时依靠SB转换开关进行人工纠偏。如下***所示，当SB左打时，K02和K03继电器得电，同时制动器接触器K07得电，制动器打开，此时配合主令左行或右行，可控制刚性腿侧移动；当SB右打时，K22和K23继电器得电，同时制动器接触器K07得电，制动器打开，此时配合主令左行或右行，可控制柔性腿侧移动。纠偏过程中报警装置一直发出报警信号，知道偏差回到允许范围内，报警声停止，纠偏结束。在这里，出于安全性考虑，SB转换开关为自复位转换开关，纠偏操作时操作人员要一直用力，否则纠偏操作无法进行。
2.4性能特点
该套方案结构简单、经济性好、易于实施、方便安装和检修。但在一些方面需要注意：
首先，如果编码器选用增量型编码器，设备长时间断电后，编码器的数据将清零，就无法检测到起重机的偏斜量或行走位置，就需要对起重机进行零点的校对，降低工作效率。为了解决这个问题，可以预先在轨道的两端和中间位置设置锚定点，并做校验点使用，长时间断电停车时，可以停在就近的锚定点位置，方便下次设备工作时编码器从“0”开始计数；另外，还可以用绝对值型编码器替代增量型变编码器，使设备成本稍微提高。
上述纠偏控制系统的主要信号源是编码器脉冲计数，因此保证编码器信号的准确性是纠偏系统正常运行的关键。如果出现随动轮空转或打滑，就会导致错误的纠偏状态，存在安全隐患。 [科]
【参考文献】
［１］GB/T3811-2008，起重机设计规范．
［２］安川变频器H1000快速使用指南．
［３］赵国庆.大跨度龙门起重机的电气自动纠偏系统.起重运输机械.2006（5）．
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