基于紅外接近開關與無線電控制的新型塔機安全行程限位設計

趙事洋 馬憲海

摘要：本文介紹了一種基于鏡面反射型紅外接近開關與無線電控制系統的新型塔機安全行程限位設計。采用太陽能供電系統、無線接收裝置及M12、M18鏡面反射（回歸）型紅外接近開關，實現塔機安全限位自動檢測距離，無線通訊回傳PLC處理。達到防止小車沖出大臂；防止吊鉤高速冒頂等安全限位功能。

關鍵詞：太陽能供電系統；無線接收裝置；M12、M18鏡面反射（回歸）型紅外接近開關

Abstract：This paper introduces a new type of tower crane safety travel limit design based on mirror reflection infrared proximity switch and radio control system. Using solar power supply system，wireless receiving device and M12，M18 mirror reflection（regression）infrared proximity switch，the tower crane safety limit automatic detection distance，wireless communication back to PLC processing. It can prevent the car from rushing out of the arm and the hook from falling at high speed.

Key words：solar power supply system；wireless receiving device；M12，M18 mirror reflection（regression）infrared proximity switch

1 引言

隨著時代的進步，人們越來越注重人身安全。但是現在塔機上使用的安全限位大多都是凸輪限位，這種限位的弊端是靠機械凸輪與觸點撞擊出發信號。這種方式隨著使用，機械凸輪的位置會有改變，導致限位不準發生事故，所以這種安全限位使用時必須定期檢查調試。而且塔吊再更換吊臂時也是需要重新調試的。這種每次的調試都是高空作業，給調試人員帶來很大的安全隱患。為此設計新型的安全行程限位，不僅調試方便，而減少了維護次數以及避免了換臂時二次調試，高空作業帶來的安全隱患。

2 新型塔機安全行程限位的設計要求

2.1 紅外接近開關與無線電控制系統的一般工作原理

紅外線反射式接近開關屬于紅外線控制領域[1]。它由紅外線發射單元、紅外線接收單元、電源單元、驅動單元所組成。紅外線發射及接收單元均裝在有一兇的各自屏蔽罩內。此開關裝在有兩個兇的小盒內，小盒中紅外接收及發射單元之間有一隔板，小盒內壁涂黑色。此開關采用一體化結構，使安裝方便，降低成本，它解決了串擾問題，使工作穩定可靠，是一種用途廣泛的開關。

無線電控制系統是利用無線電信號對遠方的各種機構進行控制的技術。這些信號被遠方的接收設備接收后，可以指令或驅動其它各種相應的機械，去完成各種操作，如閉合電路、移動手柄、開動電機，之后，再由這些機械進行需要的操作[3]。

2.2 常用的安全行程限位存在的問題

塔機常用的安全行程限位器一般為DXZ-?/?系列多功能轉角式行程限位器，是與被控制機構同步位移信號經外接掛輪變速后與限位器的輸入軸聯接，經減速器變速轉換成輸出軸的角位移信號而實現。所以當外掛輪與限位器的輸入軸連接不好，影響精度以及使用壽命；

2.3 新型塔機安全行程限位的設計要點

2.3.1 機械安裝

太陽能反光板調整好安裝架，固定在行走的小車上；用M12、M18型號紅外接近開關各一個分別固定在行走小車的前端作為前行減速與前行停止限位，用M12、M18型號紅外接近開關各一個分別固定在行走小車的后端作為后行減速與后行停止限位，再用M12、M18型號紅外接近開關各一個分別固定在行走小車的下端作為提升上行減速與上行停止限位；小型電控箱作為電控的核心安裝在小車上方便接線。

2.3.2 電路系統

由太陽能電源、紅外接近開關與無線電控制系統組成。

⑴紅外接近開關信號反饋電路

紅外接近開關電路是由發射裝置、接收裝置及電源燈部分組成。當接收裝置收到發射裝置發射的紅外光后，經光電轉換帶動繼電器動作，反之，繼電器則不動作。利用繼電器觸點開、閉。可向外提供控制信號實現對電氣設備的自動控制[1]。

⑵太陽能電源供電電路

太陽能電源是由反光板、蓄電池、控制器等部分組成。基本原理是：平時將收集到的光能轉化為電能儲存起來，在開啟負載時就釋放儲存起來的電能[2]。

⑶無線通訊控制電路

無線電遙控器開關系統由發射系統和接受控制系統兩部分組成。發射系統主要由計數編址電路、編碼電路、無線電發射電路組成。接收多路控制系統主要由無線電接收電路、譯碼電路、開關控制電路組成。

3 新型塔機安全行程限位的電路設計

新型塔機安全行程限位的電路設計，如圖1所示

4 結語

本文設計的系統，不僅打開了新能源在塔機電控系統中的應用，而且解決了凸輪限位的精度低，經常檢修維護，以及每次立塔的限位校正。有效的防止小車沖出起重臂以及吊鉤冒頂時的安全隱患。減少了調試人員的登高調試次數，縮短了安裝時間，給現場的安全增加了保證。

參考文獻

[1]梁鳳舉.紅外線光電開關電路的分析.遼寧 大連：大連鐵道學院學報，1991

[2]熊雕.基于太陽能的可調壓直流電源.浙江 舟山：現代電子技術，2013

[3]周慶華.無線電遙控多路開關系統的設計.浙江 杭州：無線電工程，2003

[4]阮夢玲.多路無線電遙控器設計.福建 湄洲灣：電子制作，2011

（作者單位：沈陽三洋建筑機械有限公司）