Автоматика крановых электроприводов в последние годы получила значительное развитие. Так, управление кранами уже строится не на командоаппаратах, а с помощью панелей оператора и слаботочных тумблеров, все чаще используются преобразователи частоты для плавного подъема и спуска грузов, перемещение самого крана, грузовой тележки.

Повышение требований к надежности подъемного оборудования сделало необходимым использование датчиков положения на механизмах подъема и перемещения, требования к точности позиционирования крана привело к необходимости использования энкодеров.

Система позиционирования любого механизма крана, причем как подъема, так и горизонтального перемещения может быть реализована любым из двух способов:

• Сигнал от датчика положения (энкодера) заводится на внешний программируемый логический контроллер, а с выхода контроллера подается сигнал по скорости на преобразователь частоты.


• Сигнал от датчика положения заводится на преобразователь частоты, работающий в режиме позиционирования, а контроллер лишь формирует управляющий сигнал на перемещение.

Каждый из подходов имеет как преимущества, так и недостатки, поэтому в промышленности используются оба варианта в равной степени.

Одной из особенностей кранового электропривода является необходимость отслеживания текущего положения в момент включения питания, при этом фактически отсутствует возможность проведения процедуры поиска ноль-метки (Homing). Напомним, что процедура поиска ноль-метки подразумевает движение в направлении концевого датчика в одну из сторон до получения сигнала о прохождении ноль-метки. При наличии грузов, а также препятствий на пути движения крана это может стать существенной проблемой.

Поэтому, для отслеживания положений крана используются абсолютные энкодеры с промышленным интерфейсом. Одним из решений является использование абсолютных датчиков положения от компании Kuebler с интерфейсами CAN либо Profinet IO, широко распространенными в крановом оборудовании.

При этом сигнал от Sendix M3668 (CANopen) либо Sendix 5888 (PROFINET IO) подключаются непосредственно к ПЛК и передают информацию о скорости и положению привода.

Недостатком такой системы является относительно высокая цена многооборотных абсолютных датчиков, которая зачастую отталкивает разработчиков при модернизации кранового оборудования.

Альтернативным подходом является использование инкрементальных энкодеров, которые существенно дешевле абсолютных. При этом положение вала, вычисленное с помощью энкодера, сохраняется в энергонезависимой памяти контроллера при отключении питания. Такой вариант практически отметает подход с использованием позиционного электропривода и требует использования двигателей с тормозом для исключения проворачивания вала при снятом напряжении питания.

Одним из немногих вариантов использования позиционного привода с инкрементальными энкодерами по положению является использование преобразователей частоты серии 8400 Vector Highline от компании Lenze.

Эти преобразователи могут использоваться с асинхронными электродвигателями мощностью от 0,25 до 45кВт, содержат встроенный ключ для управления тормозным резистором, реле для управления электромагнитным тормозом на 220В, частотный вход для подключения инкрементальных энкодеров с HTL-выходом, интерфейс CAN и при подключении специального модуля Profinet IO для связи с внешним контроллером крана.

Важной особенностью этого преобразователя является возможность изменения с помощью программы на ПК не только значений параметров преобразователя, а также и его функционала в целом. Это достигается путем редактирования структуры прохождения сигналов управления в редакторе функциональных блоков преобразователя.

Для сохранения текущего значения положения от инкрементального энкодера в энергонезависимую память преобразователя используется системный функциональный блок LS_RetainData:

При подаче дискретного сигнала на один из входов b_SetRetain_x могуть быть сохранены значения скорости, положения либо иных дискретных сигналов. При этом количество и тип сохраняемых сигналов редактируется в параметрах С001130/х. Для минимизации времени выполнения команды сохранения можно сконфигурировать запись лишь одного значения положения.

Сигналом для записи является дискретный выход bMctrlUVDetected, системного блока LS_DeviceMonitor.

На этом дискретном выходе появляется сигнал TRUE, когда напряжение в звене постоянного тока снижается ниже допустимого уровня напряжения.

При пропадании питания преобразователя и включении электромагнитного тормоза преобразователь частоты успевает записать в энергонезависимую память текущее значение положения. При повторном включении питания это значение автоматически считывается из памяти преобразователя, и работа крана продолжается в нормальном режиме без дополнительных действий со стороны оператора.

Таким образом, с помощью функциональных возможностей преобразователя частоты серии 8400 Vector Highline от компании Lenze появляется возможность уйти от применения абсолютных датчиков положения вала двигателей, чем существенно снизить стоимость автоматики в целом, в то же время не теряя не в надежности оборудования, ни в точности позиционирования.