大型電動(dòng)挖掘機(jī)提升機(jī)構(gòu)限位調(diào)試程序的改進(jìn)

劉洋

摘 ?要：大型電動(dòng)挖掘機(jī)的提升運(yùn)行裝置、推壓運(yùn)行裝置都是通過限位極限來保護(hù)電機(jī)及機(jī)械部件，通過按裝在減速機(jī)上的編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)來檢測(cè)傳動(dòng)機(jī)械的位置，從而通過電控方式實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的減速，停止;以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制方式保護(hù)機(jī)械的目的。但是由于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員調(diào)試技能和經(jīng)驗(yàn)不足，調(diào)試大型電動(dòng)挖掘機(jī)的提升、推壓運(yùn)行裝置往往會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)產(chǎn)生極大安全隱患。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)挖掘機(jī);提升運(yùn)行裝置;推壓運(yùn)行裝置

前言：神華準(zhǔn)格爾能源公司下屬的兩個(gè)露天礦共保有6臺(tái)WK35型電動(dòng)挖掘機(jī)，設(shè)備制造廠是太原重型機(jī)械設(shè)備公司，設(shè)備單斗裝載土、巖等松散物料能力為35立方米，單臺(tái)設(shè)備年生產(chǎn)能力可以達(dá)到700萬立方米。[1] 首臺(tái)WK35型電動(dòng)挖掘機(jī)于2007年組裝完畢并投入試運(yùn)行。試運(yùn)行初期設(shè)備廠家的工程師對(duì)提升運(yùn)行裝置的限位極限進(jìn)行了多次調(diào)試、整定，但是一直沒有徹底消除提升限位時(shí)有時(shí)無的故障缺陷，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不能正常運(yùn)行。廠家技術(shù)人員雖然對(duì)提升機(jī)構(gòu)的編碼器、信號(hào)傳輸?shù)韧ㄓ?、電控裝置進(jìn)行了檢查、更換，但始終未找出故障點(diǎn)。設(shè)備進(jìn)行采掘生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，完全依靠司機(jī)的操作經(jīng)驗(yàn)來保護(hù)設(shè)備的提升機(jī)構(gòu)，此問題成為安全生產(chǎn)的潛伏隱患。通過現(xiàn)場(chǎng)維修技術(shù)人員完善對(duì)提升限位調(diào)試程序，徹底解決了此問題，真正實(shí)現(xiàn)了通過電控方式對(duì)提升機(jī)構(gòu)的保護(hù)，消除了設(shè)備的不安全運(yùn)行因素，對(duì)設(shè)備制造廠有極大的借鑒意義。

一、設(shè)置限位的硬件設(shè)備簡(jiǎn)介

采用光電式絕對(duì)值編碼器，是一種角度檢測(cè)裝置，它將輸入軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量，經(jīng)過CPU程序處理后將角速度傳遞至逆變器執(zhí)行單元。

SM338模板連接最多3個(gè)絕對(duì)值編碼器（SSI）、1個(gè)數(shù)字量輸入;提供位置編碼器數(shù)值;24V（DC）輸入電壓;與CPU隔離;支持格雷碼和二進(jìn)制數(shù)碼格式、帶25位報(bào)文幀長(zhǎng)度的編碼器。限位設(shè)置方式流程圖：

圖1

二、調(diào)試前正確的軟件設(shè)置及硬件連接

SM338模板通道“0”連接提升編碼器，用于提升限位。用PC機(jī)通過STEP7軟件對(duì)SM338POS-INPUT模板進(jìn)行硬件組態(tài)，在“輸入”選擇對(duì)話框，對(duì)“0” 通道設(shè)置：絕對(duì)傳感器為25位;代碼類型為：二進(jìn)制;“FREEZE”數(shù)字輸入選擇“關(guān)閉”;其它選擇默認(rèn)值。因?yàn)橛簿€連接“0”通道選擇為提升限位;以上組態(tài)必須與編碼器數(shù)據(jù)格式以及類型相匹配。具體詳見圖3所示。

圖2 ?SM338模板組態(tài)軟件設(shè)置圖 ? ? ? ?圖3 ?硬件連接線路圖

三、調(diào)試時(shí)校驗(yàn)PLC程序

通過PID256讀取提升卷筒編碼器實(shí)際數(shù)值，PID256讀取的實(shí)際數(shù)值通過“MOVE”命令傳送到MD200。當(dāng)動(dòng)提升時(shí)，編碼器隨著提升卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過在線檢測(cè)，可以讀到MD200是一個(gè)連續(xù)變化的量，說明硬件連接以及編碼器都沒有問題，可以正常投入作用。

圖4

圖5

具體設(shè)置參數(shù)：MD210=3EE（提升限位）、MD215=5CD（提升預(yù)限位2）、MD35=6CD（提升預(yù)限1），是預(yù)設(shè)參數(shù)值，可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)整。

從梯型圖圖6中可以看出，MD200的實(shí)際值和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，隨著編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)MD200實(shí)際值小于設(shè)定值MD235，線圈M107.4使能，激活預(yù)限 1，提升實(shí)際給定值只能達(dá)到給定參數(shù)值的50%，當(dāng)MD200實(shí)際值小于設(shè)定值MD215，線圈M107.1使能，激活預(yù)限2，提升實(shí)際給定值只能達(dá)到給定參數(shù)設(shè)定值的10%，當(dāng)MD200實(shí)際值小于設(shè)定值MD210，線圈M107.0使能，激活限位，提升實(shí)際給定值為“0”，從而實(shí)現(xiàn)逐級(jí)減速，直到限位的目的。

圖6 ?梯型圖

四、變頻器程序設(shè)置

程序的處理與運(yùn)算最終是要過DP總線將運(yùn)算結(jié)果傳送到變頻器，由變頻器來執(zhí)行，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此調(diào)試程序也必須對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行程序設(shè)置。首先激活要使用的自由功能功：U950、U951、U952。其中，U951.59=6功能塊被激活在時(shí)隙6中被處理;U952.37=6功能塊被激活在時(shí)隙6中被處理;U951.31=6功能塊被激活在時(shí)隙6中被處理。

其次要選擇給定值。同樣要激活自由功能U950功能塊，即 U950.35=6、U950.36=6、 U950.37=6自由功能模塊。

當(dāng)U950.35=6自由功能參數(shù)U005=50 %，

當(dāng)U950.36=6、自由功能參數(shù)U006=10%

當(dāng)U950.37=6、自由功能參數(shù)U007=0%

U108.1=11實(shí)際給定值、U108.2=K0405乘法運(yùn)算=K0468

U109.1=K0468、U109.2=K0406乘法運(yùn)算=K0469

U110.1=K0469、U110.2=K0407乘法運(yùn)算=K0470

主給定P443=K0470

總結(jié)：通過以上硬件配置、編程、參數(shù)設(shè)置，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)速度控制，達(dá)到了逐減速到限位的目的，從而可以從電氣自動(dòng)控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)械進(jìn)行保護(hù)功能，為設(shè)備安全運(yùn)行起到可靠的保護(hù)。實(shí)現(xiàn)了通過變頻器參數(shù)設(shè)置來執(zhí)行減速、限位的功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] WK-35操作手冊(cè)

[2] WK-35電氣維護(hù)手冊(cè)