高空作业平台(简称高空作业车)是21世纪最新用来运送工作人员和装备到指定高度的一种可移动工程机械设备。本文在分析高空作业平台机械系统结构、液压系统和使用功能的基础上,研究了高空作业平台的安全使用、动作及逻辑功能,提出了基于PLC的高空作业平台电气控制系统方案,由电气控制系统产生平台动作的约束条椒保证了系统的可靠性和安全性，运想重工研制的高空作业平台主要成果和结论有:
(l)分析了自行伸缩臂式蜘蛛型高空作业平台的机械结构,工作平台为自行式,行走机构选用车轮独立驱动的方式而不需要人工牵引;行走至作业位置时,将支腿放下,整个作业过程中支撑着作业平台;工作臂可以在安全工作曲线范围内进行伸缩和变幅;吊篮主要用来装载重物和操作人员,可以完成士70°内的旋转,与工作臂的动作配合实现不同高度和不同范围内的作业。
(2)分析了高空作业平台的液压控制系统"从油路形式上看,该车采用多泵多回路开闭式系统,减小了系统能量的损失,提高作业效率;从控制方式上看,该车采用电液比例阀控制,即电液比例阀与电控器配套使用,实现连续控制和远程控制;从安全可靠性角度来看,该车具备了急停装置、过载装置、倾斜装置、防碰撞装置等安全装置"
(3)研究了高空作业平台的动作、功能和安全使用,在此基础上开发设计了基于PLC的电气控制系统"整个高空作业车的动作控制由操作面板上的开关直接操作,通过液压系统中的电磁阀进行动作控制;PLC的作用是将安全检测装置的信号输入PLC,经PLC处理后,作为动作控制的约束条件,确保作业平台在安全、正常的状态下工作"安全检测装置主要有。大臂收回检测、机座对中检测、支腿空撑检测、支腿平衡检测、底盘平衡检测、大臂幅度限制检测、吊篮平衡检测、过载检测和防碰撞检测"这样的控制系统具有节能、控制可靠、操作方便等特点,实现了过程控制的优化、管理的优化。
(4)底盘的平衡是上车动作的关键,采取剔除冗余量的控制方法来实现底盘的调平"当水平传感器检测到底盘的倾斜角度超过3°时,启动底盘调平系统"选择三条支腿构成三角形,选取位置最低支腿的高度和较大的倾斜角度作为控制量和被控量构成单0°,剔除该支腿和倾斜角,选择次高支腿的高度和较小倾斜角度作为控制量和被控量,再次构成单输入单输出系统,调节此支腿的高度使得较小倾斜角度为0°,最后保持2个方向的倾斜角度为0°,将另外两条支腿放置地面,此时底盘就调节平衡了。
(5)对大臂上具有冗余配置的双长度/角度传感器检测到的信号进行冗余仲裁处理以长度信号为例,传感器采集到两个长度信号,通过冗余仲裁算法,得出仲裁输出信号,分为两种情况。一是采集到的两个信号都正常时,判断两路信号的相关性,若小于设定值,则取两路信号的均值作为仲裁输出信号;若大于设定值,则舍去,重新采样。二是两个信号中有一个有明显错误时,将有明显错误的信号直接舍去,另一个信号作为仲裁输出信号"采用冗余仲裁算法对传感器采集到的两个信号进行冗余仲裁处理,提高了测量的精确度,增强了系统的可靠性。
(6)在工作臂和吊篮动作之前必须确保吊篮的平衡,吊篮调平采用电液自调平的方式"当吊篮底部的水平传感器检测到吊篮的倾斜角度超过5°时,吊篮倾斜报警,采用手动调平将倾斜角度调节至5°范围之内;当吊篮的倾斜角度小于5°时,启动自动调平,根据吊篮的倾斜状态使电磁换向阀的线圈得电,调平油缸伸缩,最终使吊篮趋于水平,当吊篮上的单轴倾角传感器检测到的倾斜角度小于1.5°时,吊篮达到平衡。(本文来自运想重工)
