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关于遥控技术在起重机中的应用.doc

关于遥控技术在起重机中的应用

李实胜
2019-05-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《关于遥控技术在起重机中的应用doc》,可适用于工程科技领域

关于遥控技术在起重机中的应用摘要当前各工业部门的企业中有成千上万名起重机司机在工作。司机在起重机操纵室内工作时往往要受到高温、有害气体和含尘介质以及振动等各种作用。在换班期间甚至在必需的工艺停车时间内司机很少离开操纵室。由于这样的原因司机就不能独自操纵几台起重机。同时许多企业还缺少司机。应用起重机遥控系统就可解决国民经济中这样一个重要的问题。采用无线遥控方式来控制起重机将起重机司机从高空移至地面可直接与检修人员联系共同操纵起重机从而提高了吊装的精确性和安全性。用遥控器控制起重机的难点在于必须保证设备运行安全、可靠、平稳和动作灵活准确避免因高温、高粉尘和强电磁干扰等工业环境因素的影响造成遥控系统控制失常和误动作。因此对桥式起重机进行遥控改造研究具有现实意义也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。本文通过对桥式起重机电器原理的研究和分析设计出一种应用FB型遥控器的改造方案从起重机的各部分结构和功能出发保证原有天车的工作性能不变。要能保证天车原有操作功能不变且遥控器控制线路与原天车控制线路之间要有可靠的连锁保护。选择稳固位置安装接收器要保证地面操作范围内的人都看见接收器位置。根据现场实际需要天车、大钩和子钩全都改为二级延时切电阻起动小车不切电阻起动。根据以上的设计思路本文详细地介绍了改造后的系统方案图。关键词:起重机遥控改造遥控技术在起重设备中的应用众所周知在工业控制领域中由很多强辐射高粉尘高噪声高温等恶劣环境操作人员的工作条件异常艰苦。尤其是在厂房内操作桥式起重机的工作人员。在这种环境中长期工作会患上各种各样的职业病并且危险很大。有的场合工作中操作人员根本无法进入。而有线遥控又有诸多弊端。为了解决问题随着电子和计算机技术的发展工业用遥控器应运而生。起重设备的运动主要由大车行走、小车行走和吊钩升降等三部分组成。传统的起重设备主要通过电机、齿轮箱、制动器以及各种限位开关来实现各种动作其动作的安全性、可靠性在很大程度上依赖于设备各部分的运行状况和操作者的驾驶水平。遥控技术则是应用频率、幅度、相位等特殊指令实现对大车、小车和吊钩运动的自动控制。工业遥控器的基本组成及工作原理工业遥控器的基本组成遥控器按其工作原理可分为红外遥控和无线电遥控两种。工矿企业使用的工业遥控器多属无线电遥控。无线电遥控由发射器将按钮信号编码调制后转换成电磁波信号发出接收器将接收到的电磁波信号滤波放大后经解码识别用以控制继电器并驱动电器元件和电机从而实现对起重机械的遥控操作。无线电遥控器主要由发射器、接收器和执行机构部分组成。.发射器为便携式具有体积小、重量轻、便于操作的特性。操作方式分按钮型和摇杆型种。按钮型适用于简单的小型起重机操作指令为个。摇杆型控制器适用于各类起重机操作指令为个。发射器是由可充电电池组来提供电源的。外壳一般用强化塑料制成耐冲击、防水、防尘、抗油污、体积小、重量轻。.接收器主要由天线、高频接收部件、用以处理信号的CPU、安全回路、输出继电器板等部分组成。接收器收到操作指令后通过放大、解调、译码及鉴别产生控制信号输出给执行机构控制起重机相应机构运行。.执行机构由继电器、接触器组成控制起重机相应机构运行。工业遥控器的工作原理发射机中主要由编码电路和发射电路组成。编码电路由操纵器(操纵开关或电位器)控制操作者通过控制操纵器使编码器电路产生所需要的操作指令。这些控制指令是具有特征的、相互间易于区分的电信号。例如:用频率为Hz的正弦信号作为控制上升的指令用频率为Hz的正弦信号作为控制下降的指令。另外还可以应用幅度、相位等特性信号表示各种指令。编码电路产生的指令要载在发射电路产生的高频振荡信号上。发射电路的主要作用是产生载波。接收机由接收电路和译码电路组成。接收电路包括高频部分和解调器部分高频部分的主要功能是选择和放大接收天线送来的微弱信号并将信号送至解调器。解调器的作用是从载波上下载指令信号再需送至译码电路译码。译码电路的工作就是对各种指令信号进行鉴别并将其送到相应的执行放大电路。执行放大电率以驱动执行机构从而使各种机构响应动作实现对被控目标的控制。遥控操作的优点.安全可靠性传统的起重设备有高空驾驶和地面有线两种操作方式。高空驾驶易发生安全事故造成设备和人身伤害。有线操作虽然是地面作业但是操作者与起重设备一起运动不仅容易疲劳而且还存在触电的危险。遥控操作操作者可以在便于观察和安全的位置自主操作大大减少发生意外的机会而且每台遥控器的通道(频率)和密码不同在同一场合下多台起重设备可同时工作而互不影响。另遥控系统具有自诊、自检、侦错纠错和自动报警、断电保护等功能具有很强的抗外界干扰能力安全可靠性高。.工作效率高操作者可以根据实际情况选择最佳位置观察判断和自主操作因此定位准确迅速工作效率可大幅提高。.节省人力在起重设备使用不频繁的情况下操作者可利用空闲时间兼做其它工作不需要设置专人指挥。对于需要有两台及两台以上起重设备同时参与的作业只需要一名操作者进行操作并且可以做到完全同步。.改善作业环境在高温、多粉尘、有害气体、高空以及核辐射等恶劣作业环境中操作者可以选择合适的位置避开恶劣的工作环境进行操作减轻了劳动强度。本系统中遥控器的选择及其特点遥控器选型FB工业用遥控器之要求与一般家用或简易遥控器有很大的区别。其发射器必须能够承受相当程度的坠落和碰撞完全防水。其电路设计与一般无线电不同必须能够抗拒高滤波传讯于千里最重要是具备自动频率教正及多种安全防护功能才能经年累月坚固耐用。FB遥控器的特点.发射外壳:二次成型整体包含电池盒完全防水防电可确保按键开关经久耐用。内部发射高频吸震外部撞击防震能有效保护电子组件。采用特殊功能塑性能抵抗各种酸检溶剂及日益老化。一体成型内凹式字体按键永久不卡死字体越用越清晰。.发射部品:采用高效率低谐波发射电路具备省电高稳定之特点配合高增益高Q植之教正天线能以微弱的发射功率传送可靠的讯息。只需用四个号电池便可连续操作二个月以上。.编码部品:采用位原编码晶片配合时序电路电压检索电源控制模拟线性电路可执行高速精确编码减低发射相应的位数。电源控制部分让使用者无须另外开闭发射机电源只需如一般有线控制操作即可。当按下任意按键发射电源自动启动放开则自动开电其快速之位元编码配合精密的解码电动部分让动作的传送高速化。如同使用有线控制般的放映敏捷即使快速操作亦可胜任这点对需要精密短距离移动操作很重要。.接收部品:使用高选择高增益低杂音之窄频接收电路具备自动频率校正自动调变修整功能可在宽广的温度长期运作。配合高Q值校正天线更能摈除外来干扰其频率及校调功能对温度电压长时间所造成的频率及校正之偏移能够有效的自动校正特别是对于如:冶炼场合之发射接收有很大的温度差下更能表现其优秀性。一般无线电在使用一段时间后往往需要重新校正F具有以上优点可大幅延长其校正期甚至经久不需校正亦可工作顺畅。.解码电动部品:采用独家自行开关之解码晶片把许多高速元件完全浓缩成一只IC以增进其可靠度及抗干扰性因为许多的元件需要很长的电线连接在强烈电场下其电线容易受感应造成工作停止。这只晶片内含多种安全防护保护对电码具有很高度的选择判断能力。外加的周边零件是晶片外的多种安全反复户装置。当晶片或元件发生故障时自动停止输出。此方式不仅对外来的干扰讯号能有效地摈除即使是内部元件故障也能自动检测停止输出。使其安全性可靠性大幅提高。.接收器外壳:使用单点避震防滴型外壳装机时间单点固定不需精确对准。整体部品化维修不需要任何工具可快速拆装。FB的组成结构及主要技术指标FB型遥控器主要由发射器接收器和终端设备三部分组成每一部分都有独立的原理图。主要技术指标.一般技术指标()频率:~MHZ()相对温度:%以下()天线:可延长校正螺旋天线()调制方式:调频()控制距离:m()环境温度:-~+。C.发射器()电源:四节号V碱性电池()构造:强化塑胶二次成形防水防震防暴防腐()输出功率:约MW()最大尺寸:小于××mm()按键方式:机械式按键开关()重量:小于KG.接收器()电源:~VHZ()输出接点:A接触器输出()最大尺寸:××mm()重量:KgFB各部分的工作原理该遥控器的电气部分主要由发射器接收器和终端设备组成。发射器主要包括编码板和发射机接收器主要包括接收机和解码电路终端设备主要由继电器和接触器构成。.编码电路编码部分原理框图如图。图编码部分原理框图编码器在控制系统中是将指令变换成特定意义电讯号的部件。本编码器采用编码晶片U配合按键产生特定意义的顺序脉冲信号。编码电路的时钟脉冲由组件U()构成晶体振荡器并进行分频得到。采用这种时钟脉冲产生电路主要考虑晶体振荡器振荡稳定但晶振一般频率较高所以再进行分频产生频率稳定达到要求的Cp。这种区分不同指令时序脉冲信号经过由运反复LM构成的有源滤波电路滤波由跟随缓冲器后作为信号送至发射机。.发射机发射机工作原理框图如图。图发射机部分原理框图其为一个调频发射极由R改变调频信号的幅度实现调制深度调整。发射机的调频振荡电路是一个变容二级晶体调频振荡兼三倍频电路集极LC贿赂谐振再三次谐波以上以实现三倍频输出。调频振荡器主要由二极管D晶体管Q及适应晶体组成。采用适应警惕振荡器使发射击中调频振荡的中心频率能达到所要求的稳定度。它是一个改进型电容三点是振荡器D接在正当其一个支路中用调制信号改变变容二极管的电容量达到变频的目的。石英晶体振荡器频率稳定但震荡频率不高发射极要将主真频率提高到发射频率需采用倍频器。为了达到发射距离发射机必须加一级高频功率发大器提高发射机的发射功率。它由晶体管Q组成的选频放大器来完成。为使发射机达到要求的发射频率此级采用三倍频放大电路。末级功率发大气采用变压器匹配以利于末级功率有效的从天线发射出去。.接收机遥控接收机是典型的超外差式接收机电路。天线接受到的调制信号首先经过输入回路。它是由LC组成的选聘电路构成。再由场效应管Q组成的选频放大器放大送入到由CL组成的选频电路进一步选频然后送到变频器进行变频。变频器是将接收机受到的调频信号fs变换成中频信号f的设备是混频器和本机振荡器的统称。本机振荡器产生接收机本身所固有的振荡频率f用以加之混频器与天线接收来的高频信号进行频率交换混频后信号的载频自高频fs办道中频f=ffs。接收机原理框图如图。图接收机部分原理框图本接收机的本级振荡电路是由警惕三级管Q构成的晶体振荡器兼而倍频电路构成的。采用晶体振荡器使其频率稳定倍频电路以达到接收机所要求的固有振荡频率。混频电路由场效应管Q构成混频器的负载也是一个LC谐振电路把MHZ的中频信号选择出来再经晶体管滤波器进行一步滤波后送入多功能组合经成电路V配合外部元件进行二次变频产生KMHZ的第二中频信号。在其中构成第二晶体本机振荡电路和混频电路。这样再较低频率上进行信号放大发大气的增益可以做得很高而不自激有助于提高灵敏度。而较低的中频易于将接收机的通频带做得很窄以获得较高的选择性。在此组合电路中对中频信号放大再进行检频检频器的输出电压幅度与调频信号的瞬间频偏成正比它的作用是将调频信号恢复为原调制信号电压。鉴频器输出一路为经引信号SQ另一路经运放组成滤波整型电路后输出原编码信号而鉴频器直流分量经由运放UC组成的带通滤波器滤波去控制第一本振频率以实现自动频率微调保证接收机稳定工作。由于发射机在比频率fs可能因为温度湿度电源和伏在频率发生变化会使调频信号造成有害的寄生调频接收后的调制信号将发生失真。而f=fi将会使接收机的输出信号幅度变化显著下降。更重要的是当fi范围超出接收机中频放大器的通频带时接收机就不会正常工作。所以接收机必须设频率自动校正电路。其原理是:由于某种原因使得发射频率fs活接收机本机振荡频率fl发生变化混频后的实际中频fi=flfs偏离额定中频f若fi=ff则这种对f的频率偏一辆f只是鉴频器输出一个正的直流电压我们称之为控制电压Uc将其加在本机振荡器的变容二极管上以改变结电容从而改变本级振荡频率fl达到频率校正之目的。.解码电路在编码时每种电信号都赋予了特殊含义。而解码恰为编码的逆过段是将每种电信号的含义翻译过来并转换成控制信号。采用数字技术微机很容易实现。本解码电路原理框图如图。图解码部分原理框图解码电路的核心技术是采用自行开发之解码晶片U它把许多高速元器件完全集成一只组件增加可造型及抗干扰能力。因为有较多的元件需要很长的导线连接在强烈的电场作用下很容易受感应造成工作停止。这只晶片内含有多种安全保护对点吗焗油高度选择判断能力外加的周围零件是晶片外的多种安全保护装置。当晶片或驱动元件出现故障时自动停止输出。此种方式不仅可以有效的的排除外来干扰信号即使是内部元件故障也能自动检测并停止输出使其安全性和可靠性大幅提高。解码出控制信号送入驱动电路UQ使相应的继电器接触器可以得到合适的驱动电流可靠动作。.电源发射部分采用四节干电池接收器的输入电源为ACV为了避免外界干扰通过电力网进入接收器除了在变压器的初级接上高频LC滤波电路外变压器内部的初级此绕组之间加有经典屏蔽并将屏蔽层接底板。分两路输出一路是整流滤波输出直流电压经过固定三端稳压块稳压后输出+V稳定直流电压另一路是真能干流滤波输出直流电压经稳压组件B稳压输出稳定的+V直流电压。接受部分直流电源部分原理框图如图。图电源工作原理框图FB接点及功能说明FB提供个常用接点及使用接点由上下键合成。使用接点由东西合成共个接点输出。适合多数复杂天车及工业使用。总停主钩加速铃副钩上副钩下大小车以及副钩加速主钩上主钩下大车正大车反小车正小车反。共计个按钮开关每一个按钮的功能都对应上面的遥控改造后的电路图图后的内容。其中对主钩进行操作时需要几个按键配合着使用这一点上面已经有所介绍。结束语本文主要介绍了遥控技术在起重设备中的应用工业遥控器的基本组成和工作原理以及遥控操作的优点。详细地介绍了本系统选取的工业遥控器FB包括它的特点组成结构和各部分工作原理及它的接点功能说明。

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