一 引言

隨著我國(guó)建筑業(yè)的不斷發(fā)展，建筑施工機(jī)械化水平的不斷提高，對(duì)施工升降機(jī)的制造質(zhì)量和整機(jī)技術(shù)水平的要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)升降機(jī)由于運(yùn)行單一，存在問(wèn)題較多，采用變頻控制系統(tǒng)逐漸成為主流。本文主要介紹建筑工地施工升降機(jī)的組成、普通升降機(jī)的缺點(diǎn)、采用變頻控制控制的特點(diǎn)和節(jié)能效果。并以安川H1000變頻器應(yīng)用案例來(lái)說(shuō)明，包括參數(shù)設(shè)置與調(diào)試效果。讓讀者對(duì)安川系列產(chǎn)品有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)。

二 建筑施工升降機(jī)簡(jiǎn)介

施工升降機(jī)又叫建筑用施工電梯，也可以成為室外電梯，工地升降機(jī)。是建筑中經(jīng)常使用的載人載貨施工機(jī)械，主要用于高層建筑的內(nèi)外裝修、橋梁、煙囪等建筑的施工。由于其獨(dú)特的箱體結(jié)構(gòu)讓施工人員乘坐起來(lái)既舒適又安全。施工升降機(jī)在工地上通常是配合塔吊使用。一般的施工升降機(jī)載重量在1-3噸，運(yùn)行速度為1-60m/min。施工升降機(jī)的種類很多，按運(yùn)行方式分有：無(wú)對(duì)重和有對(duì)重兩種；按控制方式分為手動(dòng)控制式和自動(dòng)控制式。根據(jù)實(shí)際需要還可以添加變頻裝置和PLC控制模塊，另外還可以添加樓層呼叫裝置和平層裝置。

1、施工升降機(jī)的組成：施工升降機(jī)主要組成部分如下：導(dǎo)軌架、吊籠、傳動(dòng)系統(tǒng)、附墻架、底架護(hù)欄、電氣系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置、電纜供電裝置等。如圖所示：

圖1 施工升降機(jī)結(jié)構(gòu) 

2、普通施工升降機(jī)存在的問(wèn)題

1）控制系統(tǒng)

    控制系統(tǒng)是施工升降機(jī)的關(guān)鍵部分，決定著整機(jī)性能的優(yōu)劣。普通升降機(jī)的控制方式都是通過(guò)接觸器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，速度單一、啟制動(dòng)沖擊大，對(duì)結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)損壞較嚴(yán)重，電氣元件也易損壞，且運(yùn)行速度比較低，一般為34－38m／min，既影響了施工速度也影響了施工企業(yè)的效益。若單純地提高速度則將造成加速度過(guò)大，結(jié)構(gòu)及機(jī)構(gòu)所受沖擊過(guò)大而加快齒輪齒條及制動(dòng)盤的磨損，從而降低運(yùn)行的可靠性。

2）起動(dòng)與剎車系統(tǒng)

普通升降機(jī)的起動(dòng)都是采取直接起動(dòng)或星三角降壓起動(dòng)，啟動(dòng)電流大，對(duì)電機(jī)和電氣元件造成嚴(yán)重的破壞，同時(shí)升降機(jī)里面的物料容易跌落，特別是有些建筑工地升降機(jī)還有乘人現(xiàn)象.存在著極大的安全隱患。普通升降機(jī)的的剎車是采用機(jī)械抱閘強(qiáng)制制動(dòng)，升降機(jī)突然從高速降為零速的時(shí)候，由于慣性的作用，不但對(duì)結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)造成損壞，而且升降機(jī)里面的物料容易跌落，也存在著一定的安全隱患。

3）平層系統(tǒng) 

普通升降機(jī)減速到平層時(shí)無(wú)爬行過(guò)程，由運(yùn)行速度直接向零速減速，升降機(jī)的選平層是由司機(jī)靠目測(cè)手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)的，效率低，經(jīng)常要上、下點(diǎn)動(dòng)幾次才能準(zhǔn)確停層。既降低了效率又增大了拖動(dòng)與控制系統(tǒng)的疲勞度，縮短了壽命，同時(shí)也會(huì)造成里面的物料無(wú)法搬運(yùn)，浪費(fèi)了時(shí)間，影響了工作效率。

3、變頻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：

    采用變頻調(diào)速技術(shù)，可使起制動(dòng)過(guò)程無(wú)級(jí)調(diào)速，實(shí)驗(yàn)表明起制動(dòng)時(shí)間為2s可使加速度降為0.5m/S；啟動(dòng)電流小，僅為額定運(yùn)轉(zhuǎn)電流的1.4倍，這些特點(diǎn)可以解決上述一系列問(wèn)題，同時(shí)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能在惡劣的施工環(huán)境中可靠地工作。采用先進(jìn)的現(xiàn)代交流變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)升降機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，使升降機(jī)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)操作，提高運(yùn)行效率，改善超負(fù)荷作業(yè)，消除起制動(dòng)沖擊，減少電氣維護(hù)，降低電能消耗，提高功率因子等均可取得良好實(shí)效。同時(shí)還具有過(guò)電流、過(guò)電壓、欠電壓和輸入缺相保護(hù)，以及變頻器過(guò)熱、超載、超速、制動(dòng)單元過(guò)熱、I/O故障保護(hù)、電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)等，變頻調(diào)速方法效率高，其運(yùn)行速度可達(dá)60～70m/min，是傳統(tǒng)升降機(jī)運(yùn)行速度（34m/min）的兩倍。

無(wú)極調(diào)速技術(shù)有效的解決了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)沖擊，延長(zhǎng)了齒輪、滾輪、軸承、齒條的使用壽命。由于變頻系統(tǒng)具有限流的功能，降低了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流，緩解了用電設(shè)備間的相互影響，電纜載流能力大大提高。供電電纜不必加大，與常速升降機(jī)相比，反而可以減小。既節(jié)約了成本，又為收放電纜創(chuàng)造了方便。
　　變頻調(diào)速系統(tǒng)具有完善的安全保護(hù)功能。如欠壓、過(guò)壓、過(guò)轉(zhuǎn)矩、過(guò)電流保護(hù)等，使整個(gè)電控系統(tǒng)的可靠性、安全性得到保證。由于系統(tǒng)為零速制動(dòng)，制動(dòng)器無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，所以使用壽命理論上為無(wú)窮大，實(shí)際上至少延長(zhǎng)十幾倍。
　　性能優(yōu)越的選平層控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)升降機(jī)的選平層是由司機(jī)靠目測(cè)手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)的，效率低，經(jīng)常要上、下點(diǎn)動(dòng)幾次才能準(zhǔn)確停層。既降低了效率又增大了拖動(dòng)與控制系統(tǒng)的疲勞度，縮短了壽命。而采用變頻選平層使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單化，徹底代替了故障率高的繼電器系統(tǒng)。

節(jié)能效果：以兩臺(tái)15KW電機(jī)舉例，升降機(jī)速度提高了，功率增大了，但與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，能耗卻下降了50%，因?yàn)樵谙陆禃r(shí)，電機(jī)無(wú)須供電。按一天10小時(shí)工作計(jì)算：每天可節(jié)電140kw，合人民幣128元。按每年工作300天計(jì)，僅節(jié)電一項(xiàng)即可產(chǎn)生效益38400元。維修費(fèi)用也同樣下降。同型號(hào)非調(diào)速升降機(jī)，每年至少要更換四次齒輪和制動(dòng)盤以及若干個(gè)接觸器，此項(xiàng)費(fèi)用至少為25000余元。而且要占用工作時(shí)數(shù)。用此項(xiàng)技術(shù)，齒輪可少換50%，齒條壽命延長(zhǎng)一倍，制動(dòng)器使用十年，年可節(jié)約維修費(fèi)2萬(wàn)多元。

三、安川變頻器應(yīng)用案例介紹

  1、安川H1000變頻器特點(diǎn)

     安川變頻器是世界知名的變頻器之一，由日本安川電機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)。源于安川電機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)的深入了解，安川變頻器以其卓越的控制性能和優(yōu)異的產(chǎn)品品質(zhì)，依靠安川人“以獨(dú)特的技術(shù)，為社會(huì)和公共事業(yè)做貢獻(xiàn)”的理念得到全球工業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)可。全新推出的“H1000”重負(fù)載變頻器全面代替“G7”系列，高性能的電流矢量控制，可驅(qū)動(dòng)IM/PM電機(jī)、零速即可輸出200%的轉(zhuǎn)矩，具有零伺服功能、高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、DWELL功能、過(guò)勵(lì)磁制動(dòng)、豐富的在線自學(xué)習(xí)等功能。在起升行業(yè)具有高輸出、高性能、安全及高可靠性。針對(duì)起升行業(yè)配有專用的起重軟件，包括專用的抱閘時(shí)序功能、碰撞停止功能、輕負(fù)載增速功能、過(guò)負(fù)載檢測(cè)、行程限制等功能。采用Swing PWM方式，可抑制升降機(jī)頻繁啟停所帶來(lái)的電磁干擾。

  2、安川變頻器配置方案

     某商業(yè)建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)施工梯需要改造，之前使用某國(guó)產(chǎn)品牌變頻器，使用過(guò)程中出現(xiàn)故障多次，有電磁干擾存在，且無(wú)起重軟件提供?？蛻舻弥泊ㄗ冾l器在起升行業(yè)有較高的知名度和市場(chǎng)占有率。故決定用安川變頻器來(lái)代替。該梯使用兩臺(tái)15KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)額定電流為33A，吊籠提升重量為4噸，載重量為2噸，提升速度為60m/min，帶剎車制動(dòng)，要求變頻器有抑制電磁干擾功能，起升專用功能。根據(jù)以上要求，給客戶給出如下配置：

       變頻器：     安川HB4A0091（37KW、起重軟件版）    1臺(tái)

       制動(dòng)單元：   安川CDBR-4045D                                        1臺(tái)

       制動(dòng)電阻：   3000W 55Ω                            4根（并聯(lián)）

  3、參數(shù)設(shè)置表及抱閘時(shí)序

圖2  參數(shù)設(shè)置一覽表

圖3 抱閘指令時(shí)序圖

  4、參數(shù)設(shè)置及調(diào)試

 主電路及控制電路接線確認(rèn)正確后，變頻器開始通電調(diào)試。通過(guò)變頻器上的操作面板設(shè)置上述參數(shù)表中的參數(shù)。安川H1000變頻器標(biāo)配有中文操作液晶面板，參數(shù)設(shè)置也非常方便。參數(shù)設(shè)置完成后，按照施工升降機(jī)的國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)規(guī)則，進(jìn)行了空載測(cè)試、額定負(fù)載測(cè)試及125%額定負(fù)載測(cè)試幾個(gè)階段，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)后，均通過(guò)測(cè)試。

 在調(diào)試時(shí)，若出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象，可適當(dāng)調(diào)高抱閘頻率，但不宜設(shè)置過(guò)高，否則變頻器易報(bào)故障，一般設(shè)置在0.3~2Hz內(nèi)。調(diào)試過(guò)程需注意以下幾點(diǎn)：       

   1）空載試驗(yàn)時(shí)，若出現(xiàn)提升時(shí)振動(dòng)的情況，調(diào)整N2-01參數(shù)。下降時(shí)振動(dòng)，調(diào)整S1-02，03參數(shù)。

   2）帶額定負(fù)載實(shí)驗(yàn)時(shí)。抱閘抱住但出現(xiàn)下滑趨勢(shì)，調(diào)整S1-12~15參數(shù)。提升時(shí)發(fā)生滑落，調(diào)整S1-09參數(shù)。提升/下降時(shí)振動(dòng)，調(diào)整C4-02，N2-01，02參數(shù)。

   3）超負(fù)載實(shí)驗(yàn)提升時(shí)發(fā)生滑落情況，調(diào)整S1-09參數(shù)。

   4）下降過(guò)程中提升的情況下，若出現(xiàn)電流過(guò)大，調(diào)整S2-03參數(shù)。

   5）起動(dòng)時(shí)發(fā)生摩擦抱閘，調(diào)整S1-05~08參數(shù)，調(diào)整抱閘打開電流。

   6）停止時(shí)發(fā)生摩擦抱閘，調(diào)整S1-14，15參數(shù)。

   7）快速點(diǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生滑落，調(diào)整S2-01，02參數(shù)。

 安全是施工升降機(jī)最重要的標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)必須按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行安全測(cè)試。在空載調(diào)試時(shí)，可測(cè)試升降機(jī)上下限位、吊籠各門等限位開關(guān)是否按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作；在125%額定負(fù)載調(diào)試后，將超載保護(hù)器調(diào)整為110%，進(jìn)行超載測(cè)試。防墜測(cè)試，通常在施工升降機(jī)上安裝有防墜安全器，防墜安全器是施工升降機(jī)上重要的一個(gè)部件，要依靠它來(lái)消除吊籠墜落事故的發(fā)生，工地上使用中的升降機(jī)都必須每三個(gè)月進(jìn)行一次墜落試驗(yàn)，墜落試驗(yàn)可通過(guò)提高變頻器輸出頻率，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)吊籠在模擬墜落的速度下，看防墜安全器是否動(dòng)作。

四、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試驗(yàn)證，使用安川H1000變頻器進(jìn)行改造，安裝簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，使用專用的起重軟件，升降機(jī)在起停時(shí)無(wú)明顯沖擊和下滑現(xiàn)象，調(diào)速平穩(wěn)，輸出電流穩(wěn)定，低速時(shí)啟動(dòng)力矩大，減少了對(duì)聯(lián)軸器等機(jī)械設(shè)備的沖擊，也降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，使維護(hù)費(fèi)用大大降低，提高了工作效率，并且節(jié)能效果顯著，因此變頻器調(diào)速系統(tǒng)在升降機(jī)具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。今年對(duì)該客戶進(jìn)行回訪時(shí)，客戶表示11年裝機(jī)至今，施工梯運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)一次故障，解決了客戶之前存在的問(wèn)題，在施工周期中給予了施工單位最大的支持?？蛻舴浅M意。