电气中级职称论文电气工程师职称论文蜘蛛式高空作业平台的电气控制系统设计研究

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1、电气中级职称论文电气工程师职称论文:蜘蛛式高空作业平台的电气控制系统设计研究摘要：在分析蜘蛛式高空作业平台的使用功能和特点的基础上，蜘蛛式高空作业平台电气控制系统采用PLc控制器。为了确保工作过程的安全性和可靠性，对重要参数的检测采用了冗余设计，并在硬件和控制软件设计中采用了必要的可靠性措施，以保证每次操纵的正确性，最大限度地避免误操-作的发生，实现安全、便捷、高效的使用要求。关键词：高空作业平台，蜘蛛式;电气控制系统;安全性，可靠性1引言高空作业平台有单桅柱式、双桅柱式、车载剪叉式、剪叉自行式、臂架式、蜘蛛式等多种形式，其中蜘蛛式高空作业平台是因其4

2、条支腿放置地面后形似蜘蛛腿而得名，其外型美观、操作方便、安全可靠、灵活机动、工作区间大，在国外广泛用于建筑施工与设备安装及维护、风电设备安装、造船等领域[l]。目前，我国高空作业平台大高度产品和特殊产品，如蜘蛛式大高度作业平台、自行式高空作业平台依然以进口为主[z]。不同于其他工程机械，高空作业平台的作业频率不高，负荷较小，但对安全性、可靠性要求较高，因此，在稳定可靠的机械和液压系统基础上，其电气控制系统尤为重要。2蜘蛛式高空作业平台工作原理蜘蛛式高空作业平台的结构如图1所示，在结构上可分为上车和下车两部分，上车包括大臂、小臂和吊篮，下车包括支腿、底盘

3、、转台和行走装置，作业平台包括以下动作:支腿调节、行走、转向、转台回转、大臂伸缩、大臂变幅、小臂变幅、吊篮调平、吊篮旋转等。液压系统图如图2所示。高空作业平台液压系统以交流电机提供动力，通过控制阀改变液压油的流向、速度和流量，推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种不同的动作需求。表1列出了各个动作与阀的逻辑关系。其中‘，+”表示电磁阀线圈得电，用“”表示比例调节阀工作。其中YVZ为比例阀，液压系统工作时，通过YVZ调节系统流量以改变动作速度，此时:l)当YV10得电，电磁阀YVg/YV10处于上位，可以进行上车动作的操纵，通过控制电磁阀YV2

4、0、YVZI操纵大臂伸缩，通过控制电磁阀YV18、YV19操纵大臂上、下变幅，通过控制电磁阀YV16、YV17操纵转台左、右旋转;2)当YVg得电，电磁阀YVg/YV10处于上位，可以进行支腿调节，通过控制电磁阀YV22/YV23、YV24/YV25、YV26/YV27、YV28/YV29分别操纵4个支腿打开和收回;3)通过控制YVll/YV12操纵蜘蛛车向前、向后运动，在此状态下，控制YV巧实现油路的串并转换，实现行走速度的快慢转换;4)通过控制YV13/YV14操纵蜘蛛车车轮左、右转向。在进行以上动作时，电磁阀YVI得电处于右位使双泵合流，可加快动

5、作的速度。电磁阀YVI失电处于左位，通过控制电磁阀YV3、YV4操纵吊篮手动调平，通过控制电磁阀YV7、YVS操纵小臂上下变幅，通过控制电磁阀YVS、YV6操纵吊篮顺时针/逆时针旋转。当车体处于水平状态时，通过操作转台可驱动上车旋转。蜘蛛车有4个支腿，每个支腿可以独立调节。进行支腿调节时，要求如下:①完全停车;②大臂完全收回并位于机器的中心轴线上;③转台的方向与机器的行走方向一致。行走操作时，要求支腿收回且大臂完全落下并位于机器的中心轴线上。行走包括转向和行走两级调速。工作臂动作包括大臂的变幅与伸缩、小臂的提升与下降。工作臂的活动范围应满足其工作曲线的

6、限制，如图3所示。吊篮的动作包括吊篮调平和回转。在吊篮底部安装了水平/倾斜角传感器和称重传感器，当吊篮的倾斜角超过5’时，蜘蛛车所有的动作停止。当吊篮倾斜超过l’一1.5’时，自动调节启动。当吊篮超载时，停止大臂和吊篮所有动作。3蜘蛛式高空作业平台电气控制系统设计蜘蛛式高空作业平台采用220V交流电源供电，一部分通过液压泵为液压系统提供动力，另一部分为电气控制系统提供动力，用于实现动作调速、发动机启停、吊篮回转及调平等功能，同时实现幅度限制、支腿状态检测及调平、上下车互锁、极限位置报警、急停及应急恢复等安全保护功能。3.1控制台出于使用安全和操作方便的

7、考虑，高空作业平台设置3个控制台，即远程控制、本机控制、吊篮控制。l)本机控制位于蜘蛛车车体上，设置了蜘蛛车启动、远程和吊篮操作控制选择、吊篮手动调平、急停等操作按钮，以及支腿空撑状态、失衡、失稳、大臂工作范围越限、蜘蛛车车体倾斜、吊篮倾斜、大臂归位等报警指示。2)远程控制通过一个独立的、可移动的便携式操作盒实现，远程操作面板主要用于控制行走和支腿动作，包括支腿的提升下降、机器的左右转向、行走及行走二级速度选择、急停等操作按钮，以及过载失稳、大臂工作范围越限、支腿空撑状态、大臂工作范围越限、大臂归位等报警指示。3)吊篮操作控制设置在吊篮上，吊篮是蜘蛛车

8、的工作平台，吊篮操作包括大臂伸缩、大臂变幅、转台回转、小臂变幅、吊篮调平和急停等，同时还设置了