大连工业起重机作为现代工业生产中不可或缺的重要设备,其控制系统直接影响着起重作业的安全性、准确性和效率。随着技术的不断发展,起重机控制系统经历了从简单机械控制到高度智能化的发展历程。
一、传统机械控制系统
机械控制系统是起重机很早采用的控制方式,至今仍在一些简单应用场合使用。
杠杆控制系统:通过机械杠杆直接操纵制动器和离合器,结构简单但操作费力,精度低,已基本被淘汰。
凸轮控制系统:利用不同形状的凸轮控制接触器动作,实现有限的速度调节。这种系统维护简单但灵活性差,无法实现准确控制。
主令控制器系统:操作人员通过手柄或脚踏板控制主令控制器,进而驱动接触器动作。相比纯机械系统有所改进,但仍存在响应慢、控制精度不高等问题。
机械控制系统的主要优点是结构简单、成本低廉,但存在操作费力、控制精度低、功能单一等明显缺点,已逐渐被电气控制系统取代。
二、继电器-接触器控制系统
这是目前中小型起重机常用的控制系统类型,采用电磁继电器和接触器作为主要控制元件。
系统组成:由操作台(主令控制器)、控制柜(继电器、接触器)、保护装置(限位开关、过载保护等)和电动机组成。
工作原理:操作人员通过主令控制器发出指令,继电器逻辑电路根据指令控制接触器吸合或断开,从而控制电动机的启动、停止、正反转和调速。
调速方式:通常采用转子串电阻调速(绕线电机)或变极调速(鼠笼电机),调速范围有限。
特点:
优点:技术成熟、成本低、维护简单、抗干扰能力强
缺点:触点易磨损、控制精度不高、功能扩展困难、能耗较大
继电器-接触器系统适用于对控制要求不高的普通起重机,如车间内的桥式起重机、门式起重机等。
三、PLC控制系统
可编程逻辑控制器(PLC)的应用使起重机控制系统进入了智能化阶段。
系统架构:由PLC(主控单元)、人机界面(HMI)、I/O模块、传感器网络和执行机构组成。
控制方式:通过软件编程实现控制逻辑,取代了传统的继电器硬接线逻辑,大大提高了系统的灵活性。
功能特点:
可实现复杂的逻辑控制和联锁保护
具备故障诊断和报警功能
可存储运行数据和故障记录
便于与上位机通信,实现远程监控
优势:
可靠性高,抗干扰能力强
编程灵活,便于功能修改和扩展
减少布线,降低维护成本
可实现智能化控制算法
PLC控制系统广泛应用于对控制要求较高的场合,如冶金起重机、港口起重机等,是现代起重机的主流控制方案之一。
四、变频调速控制系统
随着电力电子技术的发展,变频调速已成为起重机高性能控制的主选方案。
系统构成:主要由变频器、PLC(或专用控制器)、制动单元、滤波器和电动机组成。
调速原理:通过改变电源频率实现电动机无级平滑调速,调速范围宽(通常可达1:10以上)。
控制方式:
V/F控制:简单经济,适用于一般场合
矢量控制:动态响应快,精度高,适用于高性能要求
直接转矩控制:响应更快,控制精度更高
技术优势:
启动平稳,无冲击电流
调速范围宽,速度控制准确
节能效果明显(约20-40%)
可实现转矩控制和定位控制
变频控制系统特别适用于需要准确定位、平稳运行和节能的场合,如精密装配起重机、洁净室起重机等。
五、全数字智能控制系统
集成了现代控制理论、网络技术和人工智能的先进控制系统。
核心技术:
现场总线技术(如Profibus、CANopen等)
工业以太网通信
智能控制算法(自适应控制、模糊控制等)
远程监控与诊断技术
系统特点:
全数字化信号传输,抗干扰能力强
分布式控制架构,可靠性高
具备自学习和自适应能力
支持远程监控和维护
高等功能:
自动防摇控制
载荷摆动抑制
智能故障预测
更优路径规划
多机协同控制
全数字智能控制系统代表了起重机控制的更高水平,主要用于超大型、高精度或特殊环境下的起重机,如核电站起重机、航天装配起重机等。
六、无线遥控系统
无线遥控为起重机操作提供了更大的灵活性和安全性。
系统组成:无线发射器(手持终端)、接收器、解码器和执行机构。
传输技术:
无线电传输(主流,工作频率多为2.4GHz)
红外传输(较少使用)
蓝牙传输(短距离应用)
安全特性:
多频道选择,抗干扰
信号加密,防误操作
心跳检测,断信号自动保护
紧急停止功能
应用优势:
操作人员可选取更佳观察位置
避免危险环境下的直接操作
提高工作效率
减少操作人员数量
无线遥控系统特别适用于高温、有毒或空间受限的工作环境,可与有线控制系统互为备份。
七、系统选型与发展趋势
起重机控制系统选型需综合考虑以下因素:
起重机的类型和工作级别
控制精度要求
使用环境条件
预算成本
维护能力
随着"工业4.0"和"中国制造2025"的推进,起重机控制系统正朝着网络化、智能化和绿色化的方向快速发展,为现代工业生产提供更安全、高效、精准的物料搬运解决方案。






