变频电缆卷筒的控制方法和工作原理

通常变频电缆卷筒控制器是由变频器、PLC、变频电动机等自动化控制元件组成的电气控制系统。它在电缆收放过程中，使电缆受到的张力保持恒定，从电缆卷筒的演变中，可以知道实现这一功能，只有使控制系统具有智能判别功能，能够随时检测电缆受力半径并改变控制力矩，才能真正达到理想的卷绕效果，克服电缆承受的过张力冲击。

电缆卷筒的控制在整机系统中是一个非常小的部分。使控制方法尽量简单是我们开发的目标。同时，为了适应交端用户的需要，我们还提供了用于诊断故障的通讯接口。因此，最简单的控制方法仅需要1个信号。（左行或右行命令）。变频筒控制器就可以根据当时的位置判别收放缆的工况，输出合适的控制转矩。使卷筒可靠运转。当然为了与中控系统有简单的电气联锁，还提供了卷筒控制系统是否有故障，是否过张力，电缆卷筒是否已空等信号。当出现故障时会立即通知中控停止行走。待故障排除后还可以由中控的复位信号重新启动它的运行。

变频电缆卷筒的卓越性能主要由电气控制部分来实现，在系统设计中，针对卷筒机械惯量大、半径变化宽，以及加速度的影响，需要进行大量的数学计算，采用了32位单片机的内置PLC硬件，使数据处理速度快，响应时间短，满足随时调整系统运行状态，达到稳定控制电缆张力的要求。

图3是典型的起重机电控系统与变频电缆卷筒的信号传输示意图。通常起重机总控系统与变频卷筒之间的连线为：

①三相380V，50Hz电源。

②控制信号三个（左行，右行，复位）

③状态反馈线（故障、卷盘空、卷盘满）

对于变频电缆卷筒的其他信：编码器、帛动器、电阻、过张力等）全部复集成在变频电缆卷筒控制系统内，主系统设计时不必考虑，因此，使用变频电缆卷筒控制与原先采用的磁滞电机等方式的控制线路一样，简单方便，但性能却有了质的变化。

                                        图2变频式电缆卷筒工作原理流程

变频电缆卷筒的特点：

与磁滞式电缆卷筒相比，变频式电缆卷筒可以随着电缆缠绕半径的变化，输出一个相应变化的转矩。同时它也能测出收缆与放缆的区别，及时调整输出转矩。使电缆所受的张力基本不变。

从以上变频电缆卷筒的描述中，我们可以看到，该变频电缆卷筒采取了新的提高集成度设计思路，与国外名牌制造商的产品相比，在电控系统上有很大的改进;（1）国外的产品采用变频器和独立的PLC组成控制系统，PLC与变频器之间采用现场总线进行通讯，外围需要专用电源等设施，系统非常繁杂，故障率高，而且控制精度受通讯速度和PLC运算速度的限制。本系统中采用了内置PLC技术，使变频器与PLC之间实现无缝连接，PLC可以直接使用变频器内的全部数据，不需要通过通讯或其他方式的传输，减少了数据的获取时间，提高了系统的运算效率。

（2）国外的产品采用电位器进行卷绕半径检测，其寿命和精度上与采用脉冲编码器相比会存在缺陷。

（3）国外产品体积大，一般在室内安装。本公司产品体积小巧可以装在室内也可以直接安装在电缆卷筒附近。变频电缆卷筒还提供防电缆拉断保护，当电缆可能在电缆槽中被卡死而无法卷取的情况下能够向起重机驾驶员发出警告提示，提高了电缆卷筒运行的安全可靠性。为系统进行调试和故障检测维修提供方便，同时在控制箱中加入了本地/远地选择、本地控制、本地复位等数个控制按钮。变频式电缆卷筒经过初始设定和调试后，即可长时间无需维修的可靠运行。由于采用了先进的技术，本系统不仅可以通过电脑用软件方便的进行编程，并可根据不同的工况修正各项参数，而且还提供了网络通讯接口，可以通过profibus、interbus等进行通讯，如果有需要的话，驾驶员甚至可以在驾驶室通过人机界面完全监控电缆卷筒运行情况。

变频电缆卷筒的内部控制由PLC程序实现。这些程序不仅含有逻辑控制的联锁，还有内部状态检测和位置计算、力矩命令等。这些程序经开发完成后作为标准软件下载在每台变频电缆卷筒中用户不必改动。如图4所示。如果用户有特殊的工况要求，可以通过编程器在线修改，并可以监视软件的运行。

电缆卷筒的需求量和用途近年来增长迅猛，油价上涨后，燃油RTG改为供电RTG的试验日趋成熟，将会有许多RTG采用电缆卷筒供电。起重设备在召唤　　　　　　　　　　　　　　　　　                  高质量的电缆卷绕装置。高集成度的变频电缆卷筒将为市场需求提供更多更理想的选择。由于国外变频电缆卷筒价格昂贵，仅局限在高档高档设备上使用。二年来本公司已为港口提供的20多套产品，以它稳定、可靠、紧凑的特点平民化地走向市场。