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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、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YV20、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，吊篮是蜘蛛车的工作平台，吊篮操作包括大臂伸缩、大臂变幅、