叉車專用電磁吸盤無線操控改造

摘要：叉車專用電磁吸盤操作控制線路系統易出現故障。本文分析了叉車專用電磁吸盤操作控制系統原理及其利弊，針對原操作控制系統復雜、故障率高、維護工作量大、維修成本高、易錯失生產時機等問題，提出了改進方案，在保留原電磁吸盤原動力裝置前提下改進其控制方式消除了故障隱患，具有一定推廣價值。

關鍵詞：電磁吸盤; 無線控制; 可控硅雙全橋整流逆變

1 引言

營口港六公司為提高場地鋼板裝卸作業效率和貨運質量，目前聯合電磁鐵專業廠家共同開發制作各種規格叉車專用電磁吸盤15套（以下簡稱電磁吸盤）。投入使用后發現，操作人員控制系統易出現故障影響作業效率。根據公司2019年四季度電磁吸盤的電氣故障統計分析，控制系統的故障占比超過50%，其中操控系統傳輸信號線纜故障高達46%（見表1）。經過反復試驗，研究出一套可行的技改方案。

2 電磁吸盤原有操控系統的利弊分析

原電磁吸盤操控系統，駕駛室操作人員通過轉換開關閉合到“吸料”位置，通過傳輸線纜將指令傳輸到配電柜接觸器輔助觸點，通過繼電器-接觸器執行電磁鐵吸料指令，當叉車將物料位移至指定位置后，操作人員通過轉換開關閉合到“退磁、放料”位置，繼續通過傳輸線纜將指令傳輸到配電柜執行放料指令（如圖1）。

原電磁吸盤操控系統的優點有：

（1）該操作控制系統采用轉換開關-繼電器-接觸器-電磁鐵，控制模式，性價比高，維修配件成本低廉。

（2）駕駛室至配電柜采取線性控制，如發生線路故障，易于維修人員判斷。

原電磁吸盤存在的缺陷有：操控系統控制線路受海邊潮濕環境和夏冬季高低溫影響嚴重;操控線路極容易老化，因此使用壽命短;由于操控線路連接駕駛室和叉車叉齒處的配電箱，通常固定于叉車門架上隨叉車門架頻繁升降和傾斜，因此操控系統的線路故障率高，維護工作量大。

3 改造方案與實施

改造方案將原有的控制系統拆除.因原有的控制系統存在的缺陷.原控制系統采用連接線的方式故障率高.充電系統故障率高的缺陷.改造后的電控系統為遙控裝置.避免了連接線故障高的缺點.原充電系統因發電機組發電功率不穩造成蓄電池損壞的現象.改造后采用微電腦控制.優點.操作靈活故障率低.設備用在哪臺叉車都可以.無需連接電線電纜。

3.1 新方案結構原理

開啟空氣開關 DZ1并按壓啟動按鈕使系統得電。 AC380V3 Φ的主電源通過接觸器 CJ1使變壓器SG1變壓（AC220V3Φ ）"隔離"，通過快速熔斷器 FU1.2 使模塊T1～T12 得電。開啟給磁開關微電腦控制器會根據系統設置模式輸出相應的移相，觸發脈沖使模塊 T1～T6工作并輸出直流電壓。注意：“如果沒有安裝磁盤體即使微電腦控制器輸出脈沖也不能得到相應的直流電壓”。吸料時如遇電網突然停電或缺相系統會觸發可控硅（ T13），備用蓄電池電源投入供電。如果電網在此時又恢復供電系統會停掉備用電源（觸發）恢復電網供電工作。 T15T14 卸料時關閉給磁開關，微電腦控制器首先控制模塊將磁盤內能量逆變回電網，然后施加反壓（T8～T12 ）工作使物料盡快下落，既而完成一次運行過程（如圖2）。初始開機時，系統進入系統初始化狀態，需等待 10秒后給磁。

3.2 新方案控制流程

3.2.1控制器設置及面板按鍵

控制器工作時主界面 000A ......磁盤工作電流

面板上三只按鍵分別是“設置鍵”，“移位鍵”，“置位鍵”。

設置鍵：按壓設置鍵系統進入參數設置界面（給磁時按壓失效）。（顯示FE-0）

移位鍵：按壓移位鍵閃光標移動一位.

置位鍵：按壓置位鍵光標閃爍位數字加一。

3.2.2 參數設置界面

按壓設置鍵進入參數設置界面，顯示FE-0，按壓置位鍵更改設置項目。選中后按壓設置鍵進入相應的選項，按壓移位及置位鍵進行相應的設置，按壓確定鍵設置完成系統進入工作界面。

3.2.3 參數說明 （如圖3）

FE-0：系統分流器值設定。（出廠時設定根據設備配置情況設定）

FE-1：系統熱電流值設定。（磁盤恒電流工作，設置電流，設置0停止此功能）

FE-2：調料逆變角度設定。（單張釋放，調料，釋放時間設定）

FE-3：強力磁電壓設定。（強力磁電壓設定，一般為DC300V）

FE-4：?作時電壓設定。（強力磁柜設定在DC200V左右，普通柜DC220V）

FE-5：反磁?作電壓設定。（一般在DC180V左右）

FE-6：強力磁時間。（一般為3～9秒）

FE-7：退磁時間（一般為0.1～0.9秒）

FE-8：超時時間設置（0～120 分） 設置0停止，一個工作周期最長時間設定。

3.3 關鍵元件的特性

主要元器件的特性為微電腦、整流變壓器、無觸點控制板、退磁放電電阻、蓄電池組、遙控裝置等;微電腦控制整體系統;整流變壓器將AC380變DC220;無觸點控制板控制給磁及退磁;退磁放電電阻，電磁鐵退磁時放電電阻將電磁線圈電放出;蓄電池組當電網停電時蓄電池組可以繼續給電磁鐵供電;遙控裝置，操作者則可以在車上任意角度操作。

3.4 新方案改造實施

在硬件上要根據電磁吸盤吸放力量的大小和起升距離的長短保留原有柴油發電機組以及電源系統。將直流起重電磁鐵微電腦無觸點停電保磁控制設備安裝在原直流起重電磁鐵停電保磁控制設備的位置，可控硅雙全橋整流逆變結構安裝在原三相橋式整流、正反向激磁回路、放電回路的位置，然后將微處理芯片安裝到相應的位置即可。為了方便檢修，可分離電力回路和控制回路，將主控制器放置到原來配電柜中，利用有源逆變技術，實現吸鐵卸鐵干凈利落，節省工作周期。

配電柜內拆除原發電機組和各個電磁鐵的控制線路，重新安裝微電腦控制模塊、無觸點接觸單元，并添加一個無觸點控制板.和退磁放電電阻參與電磁鐵吸放控制，并形成可靠保護。同時，通過重新編寫微電腦內部的梯形圖程序，完善各個環節的互鎖控制邏輯。

4 新方案的優勢

新方案結構簡單、耐低溫性能好、故障率低、維護容易，主電路采用可控硅雙全橋整流逆變結構，無觸點無火花及其適合高頻次工作，主控器采用微處理芯片（RSC架構芯片組），完美支持主電路四象限運行去磁及點動釋放時采用有源逆變技術，卸鐵干凈利落節省工作周期。自適應相序，無須調節相序安裝及維護簡易方便，獨特的電流檢測系統，可任意設定移相角度控制磁盤工作吸力?？稍O定工作周期時間（0～120分），有效防止誤操作，以至燒毀磁盤主控制器采用數碼管顯示，可直接設定系統工作模式或讀取參數信息等三相平衡式掉電缺相檢測方式，是作業過程饋電的安全保證。主控制器采用精鋁壓鑄結構，防塵防潮支持高惡劣環境工作。簡單的系統電路更穩定可靠，整機元件橫塊化，減少運行成本。充電系統采用浮充閃動檢測，自動跟蹤，且限流恒壓。

5 結語

通過對電磁吸盤控制配電柜的改造，降低了電磁吸盤操作控制線路系統故障率，提高了叉車專用電磁吸盤的作業效率和港口碼頭鋼板的裝卸效率，且改造方案簡單易行，可為同類型的叉車電磁吸盤改造提供一定的參考。

參考文獻

[1]JB4315-86《起重機控制設備》

[2]GB/1497-1985《低壓電器基本標準》

[3]JB/DQ4509—89《直流起重電磁鐵電控設備標準》

作者簡介：聶樂順（1983.8-）男，漢，山東濰坊，本科，電氣工程師，研究方向：港口電氣設備應用與維護，港口裝卸工藝及工屬具管理應用。