起重电机、YZR起重电机,YZB起重电机专业生产厂家无锡宏达电机2022年9月12日讯 防摇摆技术成为塔机行业的热点技术已经有几年了，呼吁并推动着塔机智能化的发展，引导着行业新技术的应用。
防摇摆是起重机（起重电机）共同遇到的问题，也是起重设备的精准化、无人化和智能化的基础要求。
当吊具上的物料在运行过程中，由于起重机的启动、停止以及在运行过程中的加速或减速，或者移动方向的操作错误、移动方向的快速改变均会造成起升吊具的大幅度摆动，在很大程度上降低了起重机的工作效率。
塔机的回转运行更加大物料摇摆的强度。
物料的摇摆也对物料本身、周围货物以及现场作业人员的人身安全造成了隐患。
载荷摇摆是起重机搬运物料时出现的固有现象， 自从人类发明起重机以来，防止和消除起重机载荷的摇摆一直是人们渴望解决的重大技术难题。
摇摆和振动有着相同的物理特性。防摇摆（或称减摇）同机械系统的减振在理论上有着相同之处。机械系统的减振是个已经研究了上百年的重要技术课题。
防摇摆的探索和应用一直都是针对桥式起重机、门式起重机和港机在货场能快速移动和精准定位的。起重机常用的防摇摆方式主要有：手动式、机械式和电气式。
手动式防摇摆就是利用司机熟练的操作技术，采用打反车等频繁的动作来消弱物件的摆动量，也即“跟钩”。
机械式防摇摆大致包含：
1、交叉钢丝绳防摇摆装置
2、分离小车式防摇摆装置
3、跷板梁式防摇摆装置
4、倒八字钢丝绳式防摇摆装置
以上装置要么使小车和臂架结构形式复杂，要么就是要求特殊吊具。除了倒八字钢丝绳式防摇摆装置得到国际知名起重机公司在应用外，其它均未得到推广。
电气式防摇摆是采用变频器和可编程控制器，根据操作指令及起重机运行的实际情况计算出能消除载荷摆动的运行速度，通过修改发给电气控制系统的速度命令信号而连续限制摆动。该防摇摆技术能够在较短的时间内精确定位，减少操作人员的工作强度，减少对结构和机构的冲击，延长了起重机的使用寿命，因此，电气式防摇摆成为起重机防摇摆的主要研究方向。
二十世纪50~60年代，O.J.M. Smith（美国加州大学伯克利分校University of California–Berkeley的终身教授），从控制理论着手，提出了一个非常简单，非常有效的Posicast（输入延时比例叠加）控制方法，用于消除二阶线性系统阶跃响应的超调。Posicast控制方法为解决机械系统的减振问题提供了一个新的路径。
在90年代，美国麻省理工学院（MIT）教授W. Seering, N.C. Singer, G. Cook 等在Posicast控制方法的基础上进一步提出了输入整形（Input Shaping）控制方法，并实际应用于机械系统的减振，如：导弹发射架的运动控制，航天飞船方位移动的运动控制，柔性机械手（机器人）的运动控制，计算机硬盘的减振和减噪音等。
他们为美国能源部Oak Ridge, Sandia和Argonne国家实验室核反应堆实验装置的遥控核起重机，开发研制了起重机电气防摇摆控制系统，并得到好评。这是较早的起重机电气防摇摆控制应用实例。1999年美国能源部发布的“创新技术报告” 向社会推荐使用起重机防摇摆控制技术。
Posicast控制方法可消除因需要机械机构快速运动而引起的低频低阻尼的振荡。此方法应用于针对起重机载荷的防摇摆控制极为适用。
在工业应用领域，先后开发并推广应用起重机电气防摇摆（又称电子防摇摆）控制系统的公司有 Innocrane (芬兰，现已归属Konecranes），SmartCrane (美国)，CePlus (德国，现已归属siemens)，ABB，SEOHO（韩国），等。但从总体上看，电气防摇摆控制技术还没有得到广泛的应用和推广。
1、防摇摆功能可以防止起重机在大、小车运行的负载的惯性冲击带来的吊钩摇摆。
2、防摇摆功能可以实现起升高度全程范围内的防摇。
3、防摇摆功能独立设置一个负载高度的旋钮，可以根据负载的高度不同选择不同的高度，能更精确的控制负载的绳长，能更精确的控制摇摆的角度。
4、防摇摆功能可以控制摇摆的角度在正负0.25度。
5、防摇摆功能在操作器上设置独立的开关用于是否激活该功能。
6、防摇摆功能可以让操作人员不要手动调整控制摇摆的角度，可以提高整个搬运过程的稳定性、准确性。
防摇摆控制是利用钟摆原理，通过修改发给电气控制系统的速度命令信号而连续限制摆动。通过检查摆动的运动时间和吊钩的起升高度来计算摆动的角度，然后通过计算的给定速度信号进行加速和减速来自动纠正吊钩下重物的来回摆动，抵消摆角，使物体在达到设定的速度或者停止时，摆动很小甚至基本没有摆动。
防摇摆控制系统应该是积累丰富的起重行业经验，能够带来一套完整的符合工程学的防摇控制系统，生成平稳协调的的操作指令（给定值），如同一名技术娴熟的起重机司机一样。因为执行起重机任务时能体验到一种特有的''自然感‘’，起重机司机才能对此功能十分认可。
防摇摆系统是基于数学摆动模型的计算，因此，起升高度、摆动角度和回转角度等参数需要通过摄像头的光学检测和绝对编码器位置检测等手段获得。安装在小车上的摄像头在起重机运动时，持续地检测负载移动，计算负载速度进而抑制摆动。
不同的控制算法可以使起重机的表现适应特定的要求，通过可编程控制、现场总线通信、变频调速驱动等现代电气控制技术，可实时、精准地控制起重机的运行速度。
起重机防摇摆控制系统是实现智能起重机运行的首要条件和必要条件，要完全实现起重机械的防摇摆功能还有很多、很长的距离要走，实际应用更有别于学术报告和专利申请。电气防摇摆技术的实施也必须分工况、分阶段进行。
目前的防摇摆控制系统或者变频驱动系统均处于这个阶段。有两种形式：一种是独立的防摇摆控制器，另一种是变频器内嵌防摇摆控制。从塔式起重机应用来说，首先变频控制应该得到普遍应用，至少起升机构为变频控制，其次，整机为全无级调速控制和操作方式。
利用Posicast控制方法，司机可以通过操作使驱动装置快速反应而运动，采用“跟钩”的操作方法较为轻松地消除载荷的摇摆。国内一家起重机公司开发的电气防摇摆控制系统就是通过控制起重机大小车在加减速过程中的速度变化，大幅度地消除载荷的摇摆达95％ 以上，具有技术先进，实用可靠，控制效果显著等特点，其防摇摆控制的技术性能指标达到先进水平。
国内外也有变频器内集成了防摇摆逻辑和时序控制单元，在极少数塔机控制上有应用。
此阶段必须围绕以下几方面开展：一是吊钩位置、摆动和各种速度的检测装置；二是信号传输方式、检测系统构架、抗干扰能力、分辨率、可扩展性的确定；三是可视化操作技术与 PLC 控制技术的综合应用，构成完整的电气防摇摆自动定位控制系统。具体包括以下 3个方面研究内容：一是开发出新型实用起重机防摇摆控制理论和方法，二是开发出新型实用起重机自动精确定位控制理论和方法，三是开发出适合推广应用的起重机电气防摇摆自动定位控制系统。
电气防摇摆自动定位控制系统打破了人们一直以来对起重机载荷摇摆问题的固有认知，使起重机转变成为新型的“起重机器人”成为可能。让起重机像机器人一样，把载荷按指定的线路，精准地定点定时运送到任何指定位置，并且在运送过程中以及到达指定位置后，使载荷几乎不产生任何摇摆，为实现物料搬运高度自动化克服了一项必要的、也是主要的技术难关。
|
