随着生产规模的扩大，作为物料搬运重要设备的桥式起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用越来越大，对桥式起重机的要求也越来越高。桥式起重机能否正常工作直接影响车间生产、设备检修等任务的完成以及人身、设备的安全。由于桥式起重机在作业现场，其工作环境相当恶劣，而且重载下频繁启动，制动，反转，变速等操作，还要求有一定的调速范围，所以传统的继电控制和串电阻调速已呈现出诸多缺点，对这类设备的系统改造已十分必要。

    荷兰CT驱动中心近完成了四台浮动式抓斗起重机的改造。所有四台起重机都安装在阿姆斯特丹（Amsterdam），这四台具有四绳索抓斗系统的起重机主要用于码头的散货装卸。其中的两台起重量为16吨，采用Unidrive交流变速驱动器改造；而另外两台起重量为25吨，采用由Mentor II 直流驱动方案。

    抓斗起重机根据起重机的分类分为桥式抓斗起重机，他门式抓斗起重机，又可以分为单梁抓斗起重机和双梁抓斗起重机。这种起重机将煤、矿石和磷酸盐之类的散货从货舱里卸到漏斗里，然后经传送带卸至堆货场或装车货台。起重设备抓斗桥式起重机为散料和颗粒状物料专用

    16吨浮动式抓斗起重机由Figee制造，该起重机为双扭线型，安装在驳船上。交流电机适合于各种运动标准，既可用于抓斗提升和闭合动作，也可用于升降和回转动作。所有电机配备Unidrive 交流驱动器。

    控制室中Unidrive之间的数据通信基于我们的高速网络（CTNet）。

    艾默生CT提供全方位服务，服务内容包括设计、工程、软件和编程，面板的制造、终安装以及在阿姆斯特丹的IGMA现场调试。

    该方案包括直流总线系统上的Unidrive交流驱动器，以及抓斗提升和抓斗闭合驱动之间的CTNet通信。

    鼠笼式交流电机通过两个双倍尺寸的5Unidrives驱动器控制提升/抓斗闭合动作（2×160kW），而升降动作（1×40kW）和回转动作（2×39kW）则由一个55kW Unidrive来驱动。用单象限整流器和制动斩波器配置一个标准驱动系统。起重机由柴油引擎/发电机组供电，因而系统中储存的能量不像其他许多码头起重机一样可再生。一个二极管电桥整流器可通过一个共直流母线为提升、回转和升降动作的逆变器供电，以提供高可靠性。既然系统没有能量再生功能，就需要大型制动斩波器将系统提升的势能和大型物体运动的动能转换成热能。制动电阻安装在控制面板外。起重机控制系统需求包括回转控制、抓斗提升控制、闭合控制，以及基于负载的提升速度控制。将插入式可编程应用模块（该模块内置于驱动器）使用集成软件方案，可实现上述所有软件功能，而无需PLC.

    回转控制

    许多传统起重机的回转运动都由滑环电机控制。滑环电机配备转子电阻器可满足大多数起重工作的驱动要求。这种方法在加速和减速时具有良好的电机扭矩控制，当控制器移动至零位时很可能出现惯性滑行。然而，这种控制方法低速时表现糟糕，电阻阶跃时扭矩会突变，浪费大量能量，且系统要求频繁定期维护。

    用现代驱动器系统代替滑环电机时，表现也令人失望。图1展示了传统速度控制驱动器系统的性能状况，几乎无法控制负载晃动。

    速度控制回转驱动器

    线性速度斜线

    回转电机速度

    抓斗速度

　　图1 速度控制

    回转驱动器

    为解决这一问题，艾默生CT开发了一款无需PLC的优化控制方案，该方案主要针对晃动负载的起重驱动。

    回转控制系统能够实现速度和电机扭矩的驱动控制。速度控制对于低速定位非常重要。该系统也可谓补偿风力对负载的影响。

    扭矩控制对摇摆控制至关重要。此时，驱动器必须能预计负载的运动并进行补偿。将控制器回零，运动可有效滑行，以抑制负载的晃动（图2）。

    速度控制回转驱动器

    Time （Senconds）

    回转电机速度

    抓斗速度

    线性速度斜线

    图2 艾默生CT回转控制

    如果有现成的改造软件，有两种使用艾默生CT驱动器的改造选项；如果没有现成的改造软件，即可用艾默生CT驱动器本身的集成软件进行改造。无论采用哪种改造，都可微调系统以满足起重机驱动要求，从而构成一个高效的方案。

    抓斗控制

    提升运动由两个Unidrive交流驱动器控制。一个驱动器驱动提升动作，而另一个驱动抓斗闭合动作。两个驱动器都在一个闭环控制中运行，该闭环控制配备有标准增量编码器而无需附加传感器。使用抓斗控制软件，可控制从零至提升速度间所有速度的运动，包括提升/闭合和提升/打开、降下/闭合和降下/打开、抓斗插入散货中、以及应用标准增量编码器控制提升和闭合驱动间的同步。其他特性包括高速（电机磁场弱化）空载（1.5倍基本电机速度），抓斗打开和闭合位置"自学习"功能。（打开和闭合位置都将存储在可选模块（UD70）的存储器中，该存储器位于驱动器内），负载的平衡通过闭合抓斗和提升重型设备到/离船来控制。

    升降控制

    升降运动与回转运动的控制方法相似，但升降运动控制需要使用限位开关。

    Unidrive模块化驱动器--Unidrive SP技术的产品--尤其适合浮动式抓斗起重应用，由于不需使用附加PLC从而节省了成本。该设计同时能满足起重机生产商（标准尺寸，易于编程且高效节能）和用户（可靠性强、操作灵活、维护简易、安全性高且备件要求低）双方的要求。

    主要优势

    ·提升了起重机生产效率

    ·无需PLC,节省了成本

    ·易于编程

    ·高效节能

    ·可靠性强，灵活性高（end）

    关于艾默生CT

    Control Techniques （简称CT） 是美国艾默生集团（Emerson）所属业务品牌-艾默生工业自动化的下属公司。我们的专项是驱动器的设计，生产和工程应用，并提供技术支持和售后服务。我们的目标是确保客户在使用了CT优良可靠的产品后， 能降低生产成本，提高生产效率。CT业务遍及，其生产与研发机构集中于欧洲与亚洲，另有驱动与应用中心分布在35个国家的50个地区。驱动与应用中心主要为客户提供本地销售，服务与设计技术。

    在中国，艾默生CT（属于CT），总部 位于 上海、深圳。另有东北、华北、、华东、华中、华南五大驱动中心涵盖中国市场。我们凭借多年来在工业自动化领域中先进的技术及经验，从通用到高性能的交直流驱动器、伺服、伺服电机、PLC 及触摸屏产品，为客户提供全方位的系统解决方案。