SSE150_200施工升降机简介及控制电路分析.pdf

852006.08建 设 机 械 技 术 与 管 理 产品技术 Product & Technology S S E 1 5 0 / 2 0 0施工升降机是垂直提升物料的专用设 备，广泛应用于建筑施工、工矿、港口、码头等工地。 具有不受楼层限制，不用揽风绳固定，超过独立高度可 与建筑物附着，使用方便可靠。对于保证施工工期与安 全，降低施工成本，减轻劳动强度起着不可替代的作 用；同时也是建筑队伍装备水平的重要标志。按一般的 施工方案，每一台高层用的塔式起重机至少配备一台 施工升降机。 早期施工升降机均为简易龙门式，安全可靠性差， 停层人功操作，效率低下。现已停止使用。 1 S S E 1 5 0 / 2 0 0 施工升降机基本性能和特 点及主要参数 1 . 1 基本性能和特点 ( 1 ) S S E 1 5 0 / 2 0 0 施工升降机采用以卷扬机为提升 动力，滑轮组合钢丝绳提升。 ( 2 ) 主体结构为由多节标准节用螺栓连接而成的门 式钢结构。 ( 3 ) 载料吊栏采用全封闭式（钢板网全封） ，吊栏进 出料前后门均设有安全保护装置，可完全保证物料的 运载安全。 ( 4 ) 标准节的加高，由自配的吊栏和机顶工作平台 完成。工作平台可自身实现提升。 ( 5 ) 以标准节一侧作为导轨、以吊栏为导靴可确保 吊栏上、下运行平稳、可靠。 ( 6 ) 安装了钢丝绳断开瞬时式防坠安全制动器，自 由加速度下落最大 3 0 m m可确保完全制动。防坠安全制 动器瞬时抱死在焊接在标准节上的 4 8钢管上，对标 准节无任何冲击损伤。 ( 7 ) 安装了自动停层装置，可任意选择、设置楼层、 实行自动准确平层, 由传感器和数字电路实现这一功能， 平层误差 5mm。 ( 8 ) 安装了上、下限位开关( 两道上限位开关) ，可防 止冲顶或撞地事故发生。 ( 9 ) 配备了监视器和夜视探头和对讲装置，可实现 实时监控和与停靠楼层作业人员的双向通话。 S S E 1 5 0 / 2 0 0施工升降机简介 及 控 制 电 路 分 析 Brief Introduction of Type SSE150/200 Construction Lift and Analysis of Control Circuit 核工业武威二一二机械厂 宋建平/ S O N G J i a n p i n g 摘 要：本文简要介绍了S S E 1 5 0 / 2 0 0 施工升降机的基本性能和特点及主要参数， 给出了详尽的强电、 弱电控制电 路图，并且进行了分析。 关键词：施工升降机 瞬时防坠制动器 自动平层 计数器 862006.08CMTM 产品技术 Product & Technology 图 3 楼层控制电路工作原理图 ( 1 0 ) 运行过程中，当出现异常时，可通过手动控 制，实现暂停或急停，此时系统电源被切断。正常后升 降机可继续恢复正常运行。 1 . 2 S S E 1 5 0 / 2 0 0 施工升降机主要技术参数 主要技术参数单位数 值 额定提升重量k g 1 5 0 0 / 2 0 0 0 额定提升速度（双绳）m / m i n2 4 最大安装高度m6 3 配套卷扬机（Z D 1- 4 1 - X ） , 电机功率 kW7 . 5 / 1 1 电机转速n / m i n1 4 0 0 制动力矩Nm9 8 吊栏用钢丝绳直径m m1 2 . 5 吊栏尺寸（净空：长宽高）m m 3 6 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 标准节尺寸（长宽高）m 5 0 0 6 0 0 3 0 0 0 瞬时式防坠安全器制动 能力（F E S J - /） k N1 5 / 2 1 . 5 6 升降机导轨轨距m m 1 8 0 0 2 控制电路 2 . 1 弱电部分（工作原理图如图 1 所示） 2 . 2 强电部分 工作原理图如图 4 、图 5所示 3 电路分析 3 . 1 弱电部分工作原理（图1 ） ( 1 ) 重量控制电路: 重量控制通过拱型板变形触压 限位开关 S Q 1达到起升重量限制。S Q 1平时为常闭状 态，拱型板的变形程度与起重量是惟一关系, 通过实验 调整拱型板上的螺杆与 S Q 1触压点的距离 S 。起升时， 弱电部分包括：重量控制电路、吊栏前后门安全控 制电路、上下限位防冲顶撞地电路、层间传感器电路， 图 1虚线框内所示。 低压供电采用开关电源 S K S - 3 5 - 1 2 。监视器和夜视 探头及对讲装置电路, 如图 2所示。 核心部分是楼层控制电路，是由 CMOS数字集成 电路 C D 4 0 1 7组成的电子线路。原理图如图 3所示 图 2 开关电源 S K S - 3 5 - 1 2 、监视器和夜视探头及对讲装置电 路示意图 喊 话 器 喇叭 摄像头 1 7 N S K S - 3 5 - 1 2 0 . 5 A F U 1 2 A F U 2 D C + 1 2 V GND 1 0 N TV 图 1 弱电部分工作原理图示意图 楼控下限上限门控 表示吊笼内元件 万能转换开关5 1+ - 重量 S Q1 S Q2S Q3S Q4S Q5 K1K2K3K4 K2 K4K3 CR C P 9862 2 72 1 2 3 D 872006.08建 设 机 械 技 术 与 管 理 产品技术 Product & Technology 当物料重量加上吊栏重量 1 5 0 0 k g / 2 0 0 0 k g时，拱型 板变形程度 S ，S Q 1被触压, 从常闭变为开路状态； 尽管 S Q 2为常闭，K 1不得电不吸合，K M 1 ，K M 2也 不得电不吸合（图 4） ，电机不管是正转还是反转都不 工作（图 5 ） 。 拱型板变形距离 S，即螺杆与 SQ1触压点的距离 的确定一般是在实验室完成的。在现场调试要借助砝 码反复调整螺杆与 SQ1触压点的距离，直到符合设定 的起重量，并且具有可重复性。这是一个安全技术指 标，是一项严谨繁琐的工作，一定要认真对待。 ( 2 ) 门控电路：在图1 中只画出一个限位开关S Q 2 ， 实际是3个限位开关串联在一起（S Q 2 - 1 ，S Q 2 - 2 ，S Q 2 - 3）分别安装在施工升降机安全围栏门框、吊栏进料门 框、吊栏出料门框。从图 1可知，S Q 2是常开状态，任 何一个门没有关上或者没有关到位，相应的 SQ2中就 有一个没有被触压，整体 S Q 2还是常开状态，K 1都不 得电不吸合，K M 1 ，K M 2也不得电不吸合（图 4 ） ，电 机不工作。 ( 3 ) 防冲顶控制电路（上限） ：吊栏冲顶是非常危险 的，为确保安全可靠性，上限限位开关 SQ3也设置了 二个（S Q 3 - 1 、S Q 3 - 2 ） ，并联在一起，拉开一个适当的 垂直距离（ 3 0 0 m m ) ，安装在顶部标准节位置上，这 个位置是生产厂家在生产时已经确定好的。当楼层控 制电路工作不正常时，吊栏越过先前设定的停靠楼层 位置，出现冲顶现象。当吊栏上升到顶部设定的控制高 度时，安装在吊栏上部边缘的触压板首先触压上限位 开关 S Q 3 - 1 。S Q 3 - 1是完好正常的，则使 K 2强行得电 吸合工作，K 2常闭点断开（图 4 ） ，K M 1失电，电机停 止工作。如果 S Q 3 - 1工作不正常，吊栏继续上升，安装 ( 4 ) 防撞地控制电路（下限） ：下限控制电路由限位 开关 S Q 4和 K 3组成，它控制的是 K M 2 。S Q 4为常开状 态，安装在底部标准节上，其工作原理和过程与上限控 制电路类同。 ( 5 ) 楼层控制传感器电路：S Q 2 ( 常开) - K 2 （常闭）- K 4 ( J Z X - 2 2 F / 3 Z ) , S Q 2行程开关（正泰：L X K 3 - 2 0 S / T ） 在这里起到楼层计数触发作用，具体工作过程在后面 进行阐述。 图 4 继电器控制电路 图 5 电机正反转控制电路 N WV U V 2W2 U2 V3W3U3 KM1 V4W4U4 KM2 QF M 3 在吊栏边缘的触压板在触压 S Q 3 - 1后，继续触压 S Q 3 - 2 。由于 S Q 3 - 1和 S Q 3 - 2是并联，实现了上限控制两重 保险的目的。当然也可通过面板控制开关 Z K或 S B 1及 总电空开 Q F强行切断。 882006.08CMTM 产品技术 Product & Technology 3 . 2 图2 电路说明 低压供电采用明伟开关电源，功率 3 5 W输出 + 1 2 V ， 可在电网电压 2 2 0 V 1 5 波动下正常提供 D C 1 2 V电 源，工作可靠，故障率低，具有自动保护续电功能。与 用分立元件组成的变压整流电路相比，具有明显优势 的性价比。 监示器采用黑白中解监视器，6 5 0线，1通道输入 / 输出，完全满足现场实时监视清晰度的要求。 探头采用深圳产 G B - J K 0 2型夜视微型摄像机，1 / 4 B / W C C D ，最低照度：0 . 1 L U X / F 1 . 2 , 中央水平解析度 5 0 0 T V L , 视频输出 1 V P - P / 7 5，内同部, 电源电压: D C 1 2 V / 1 6 0 m A ，1 0只高亮度 L E D辅光并自动控制辅光 开启 /关闭。通过 7 5 - 7 同轴电缆与监视器相连, 具 有很好的匹配性。 双向对讲装置采用上海东风汽车电器厂生产的车 用喊话器 1 0 3型, 电功率 5 W , 阻抗 4, D C 1 2 V供电。功 放电路是由一块 T D A 2 0 0 3 A组成的单声道音频功率放大 电路，整个线路板直接固定在喊话器里, 结构紧凑, 造型 美观, 工作可靠。 3 . 3 楼层控制电路工作原理分析 楼层控制电路是 S S E 1 5 0 / 2 0 0施工升降机电控的核 心部分。楼层控制电子线路核心器件是 CMOS数字集 成电路 C D 4 0 1 7 ，它是十进制计数器 /脉冲分配器。其 功能表、引脚图、时间波形图可查 CMOS数字集成电 路手册。 C D 4 0 1 7 脚 8 接地，1 6 脚经R 1 接 V c c ，1 3 脚 / E N 计 数禁止端接地，当 / E N为低电平时计数器在 C P上升沿 计数。1 5脚 C R端, 上电自动清零, R 1 、C 2 、R 3 、C 4组 成了清零信号处理电路。1 4脚 C P输入端, C 1 、R 2组成 微分型窄脉冲形成电路，计数脉冲宽度与外触发脉冲 宽度无关，t w0 . 8 5 R 2 * C 1 。 工作原理简述：ZK置于开。设定物料吊档欲停靠 的楼层为五楼, 首先将平层控制旋转开并旋到 5 ， C D 4 0 1 7输出脚 1 0通过 T 5集电极与旋转开关相连，并 且与 K2控制线圈一端接通。在保证门控及下限控制开 关为常态下, 按压上行开关 S B 2 , 固定在物料吊档边缘的 行程开关 S Q 5随吊档上升, 上行过程中 S Q 5不断地与固 定在标准节上的平层位置定位压板触压接通，产生楼 层计数脉冲。停靠 5层需触压 5次产生 5个脉冲, 第 5个 脉冲触发时，C D 4 0 1 7脚1 0输出一个正脉冲, T 5 导通, 继 电器 K 2控制线圈得电吸合, K 2常闭点断开, K M 1失电断 开, 电机停止工作, 吊栏准确地停靠在欲停靠的 5楼。现 场安装调试时，对固定在标准节上的平层位置定位压 板的固定位置，要反复试验，找准固定位置，确保吊栏 与停靠楼层的平层误差在允许要求之内。 需要说明的是 C D 4 0 1 7只有 1 0个输出端, 当楼层高 于 1 0层时, 因为送料停靠不是每层都需停靠, 根据实际 情况, 合理调整平层位置定位压板的安装位置, 完全可以 满足高层建筑物不同楼层的停靠。 4 结束语 强电部分为一般电机正反转继电器控制电路，不 再作分析。 目前施工升降机电控电子线路形式有多种: a . P L C 控制 +数显；b . 单片机 +数显；c . 数字编码 +红外传感 器；d . 普通数字电路 +行程开关( 干簧管) 等等。这里介 绍的属于最后一种，这种形式虽然不具备上下往复楼 层自由停靠功能，也不能以数字形式直接显示停靠楼 层数字，但是电路简单，工作稳定可靠，故障率极低， 便于维护检修，材料成本和制造成本很低,在当今激烈 竞争的市场上具有很好的性价比和竞争力。