直臂机(通常指直臂式高空作业平台)的五方通话系统,是一种专为高空作业安全设计的多向实时语音通讯系统。它通过集成化的通讯设备,确保作业平台吊篮内操作员、地面人员、设备操作台(地面控制点)、安全员(或负责人)以及远程监控中心(可选)这五个关键位置之间能够随时进行清晰、稳定的双向语音通话。
组成与功能:
1.吊篮操作终端:位于作业平台吊篮内,配备麦克风、扬声器和紧急呼叫按钮。操作员可直接与地面、控制台或其他方通话,并在紧急情况下快速发出警报。
2.地面人员终端:手持式或固定式对讲机,供地面指挥、协助或监护人员使用,用于与吊篮操作员沟通指令、提醒风险或接收信息。
3.设备操作台终端:集成在设备地面控制面板或遥控器上,设备操作员(在地面操控平台动作时)或安全负责人可通过此终端与吊篮内操作员及地面人员直接沟通,协调动作或处理突发情况。
4.安全员/负责人终端:通常是的关键人员(如现场安全主管、工长)持有的终端,确保关键决策者能随时接入通讯,了解现场状况并下达指令。
5.远程监控中心终端(可选但日益重要):通过无线网络(如4G/5G)将通讯信号传输至远离现场的后台监控中心。管理人员或技术支持人员可实时通话,甚至在必要时介入指导,提供远程支持或记录事件。
价值与重要性:
*安全保障:这是系统存在的首要目的。在几十米甚至上百米的高空作业,任何沟通不畅都可能引发事故。五方通话确保操作员能即时报告异常(如设备故障、身体不适、突发天气变化、接近障碍物),地面人员能迅速发出安全警示(如提醒避开危险区域、通知紧急停机),各方能协同应对紧急状况。
*提升作业效率:清晰、直接的沟通能避免误解和重复指令。地面指挥可告知操作员目标位置或调整要求,操作员能及时反馈作业进度和遇到的问题,减少无效操作和等待时间。
*明确责任与指挥链:系统明确了各方(操作员、地面指挥、设备控制员、安全负责人、远程中心)的通讯权限和职责,尤其在复杂或多团队协作的工地,能建立有效的指挥协调机制,避免多头指挥混乱。
*应急响应关键:一旦发生紧急情况(如操作员受伤、设备卡滞、火灾),操作员可一键紧急呼叫,瞬间联通所有相关方,启动应急预案,为救援争取宝贵时间。
*符合安全规范:在大多数国家和地区,配备可靠的多方通话系统是高空作业设备(尤其是大高度直臂车)强制性的安全要求(如中国GB/T27549-2011《移动式升降工作平台操作者控制和其他装置安全要求和试验》),是设备合规运行的基础。
技术实现:
通常采用有线与无线结合的方式。吊篮与控制台之间多通过随平台臂架伸缩的屏蔽电缆连接,保证稳定性和抗干扰性。地面人员、安全员及远程中心则通过无线对讲系统(如UHF/VHF对讲机、数字集群系统)或蜂窝网络接入。系统具备抗噪、防干扰设计,确保在嘈杂工地环境下的通话清晰度。
总结:
直臂机的五方通话系统,远非简单的“对讲机”,而是维系高空作业生命线的神经系统。它通过无缝连接作业现场的五方,实现了信息即时共享、指令传达、风险快速响应,是保障操作人员生命安全、提升作业效率、落实安全规程不可或缺的关键技术装备。在高空作业领域,“听得见”才能“保安全”,五方通话正是这安全之“声”的坚实保障。
直臂式高空作业平台(直臂机)的驱动方式主要有以下几种,其区别在于为液压系统或直接为臂架运动提供动力的动力源:
1.液压驱动(主流方式):
*原理:这是目前应用广泛、成熟的驱动方式。无论终动力源是什么(柴油、电力、电池),其动作(臂架的伸缩、升降、旋转以及行走等)几乎都通过液压系统来实现。
*关键部件:液压油泵(由发动机或电动机驱动)产生高压油液,通过控制阀组分配到各个液压油缸(负责臂架升降、伸缩)和液压马达(负责旋转、行走)。液压系统能提供巨大的力量和的控制,非常适合直臂机这种需要大负载、长距离伸展和高精度定位的设备。
*特点:力量大、控制平稳、可靠性高。其终动力源决定了整机的能源形式(见下)。
2.柴油发动机驱动:
*原理:以柴油内燃机作为主要动力源。柴油机驱动液压油泵,为整个液压系统提供动力。
*优势:动力强劲,持续工作能力强,特别适合长时间、高强度作业以及在野外无电源环境(如建筑工地、基础设施建设、油田、矿山)使用。燃油补给相对方便。
*劣势:运行噪音大,排放废气(有尾气污染),不适合在室内或对环境要求严格的密闭空间(如洁净车间、医院、食品厂)使用。维护相对复杂(需定期保养发动机)。
3.电力驱动(交流电):
*原理:使用工业交流电源(通常是380V/400V三相电)作为主要动力源。外接电源驱动电动机,电动机再带动液压油泵工作(即电驱液压)。
*优势:零排放、噪音极低,非常适合室内作业(如厂房维护、仓库、大型场馆、商场装修)以及对环保和噪音有严格要求的区域。运行成本通常低于柴油驱动(电费低于柴油费)。
*劣势:工作范围受电源线长度限制,需要靠近固定电源插座或使用延长电缆,移动性和灵活性受限。无法在无电源的野外独立工作。
4.电池驱动(直流电):
*原理:以可充电电池组(通常是高容量深循环铅酸电池或更的锂电池)作为主要动力源。电池为驱动液压油泵的直流电动机供电(即电驱液压),部分新型号可能在某些动作上采用电伺服直驱技术(减少液压环节),但臂架动作目前仍以液压为主流。
*优势:零排放、超低噪音,兼具室内外作业能力(只要电池有电)。移动性,不受电缆束缚,可在无电源的场地灵活工作。是环保要求高和室内应用的理想选择,特别是锂电池平台续航和寿命更优。
*劣势:初始购置成本通常较高(尤其锂电池)。工作时间受电池容量限制,需要规划充电时间和地点(虽然快充技术在发展)。电池寿命有限,后期需要更换,带来额外成本。在严寒环境下性能可能下降。
5.混合动力驱动:
*原理:通常指柴油机+锂电池的组合。这种设计旨在结合两者的优势。
*工作模式:
*在需要大功率或长时间户外作业时,主要依靠柴油机提供动力并为电池充电。
*在进入室内、对环境有要求或短距离移动时,可切换到纯电模式(使用电池动力),实现零排放和低噪音。
*柴油机在怠速或低负荷时可为电池充电,提高能源利用率。
*优势:兼具柴油机的长续航、强动力和电池的环保、静音特性,适应性极广,特别适合需要在室内外频繁切换或对环保有要求但又有高强度野外作业需求的客户。
*劣势:系统相对复杂,成本高,维护要求也更高。
总结:
直臂机的动作依赖液压系统驱动。区分其类型的关键在于为液压系统提供能量的终动力源:
*柴油驱动:动力强,野外,但噪音大、有排放。
*交流电驱动:室内环保,安静无排放,但被电源线束缚。
*电池驱动:自由灵活,室内外皆宜,安静无排放,但受限于续航和成本。
*混合驱动:选手,适应复杂多变工况,但价格和维护成本高。
选择哪种驱动方式,取决于具体的应用场景(室内/室外、有无电源)、环保要求、噪音限制、预算以及对移动性和续航能力的需求。现代直臂机设计越来越注重环保和灵活性,纯电和混合动力方案的应用日益广泛。
升降机的运行速度控制是一个综合运用电气、机械和自动化技术的复杂过程,目标是实现平稳、、安全、的运行,并满足乘客的舒适性要求。现代升降机(尤其是中高速梯)主要采用以下方式进行速度控制:
1.变频调速(VVVF-VariableVoltageVariableFrequency):
*技术:这是目前主流的控制方式。它使用变频器(逆变器)来驱动交流电动机(通常是永磁同步电机或异步电机)。
*原理:变频器将电网输入的固定频率(如50Hz/60Hz)、固定电压的交流电,转换为频率和电压均可平滑调节的交流电输出给电机。
*控制方式:
*速度指令:控制系统(PLC或控制器)根据呼梯信号、轿厢位置、目标楼层、当前负载等信息,计算出优的速度运行曲线(理想速度随时间变化的轨迹)。
*频率/电压调节:变频器接收来自控制系统的速度指令信号,通过改变输出电源的频率来调的同步转速。同时,为了维持电机磁通的恒定(保证转矩输出能力),变频器会按比例调节输出电压。
*矢量控制/直接转矩控制:现代变频器采用更的控制算法(如矢量控制、直接转矩控制),不仅能控制电机转速,还能控制电机的输出转矩,实现更平稳的启停和加减速,以及对负载波动的快速响应。
2.闭环反馈控制:
*速度检测:为了确保实际运行速度跟随指令速度曲线,系统需要实时监测电机或曳引轮的转速。这通常通过安装在电机轴或曳引轮上的旋转编码器或测速发电机实现。
*反馈回路:检测到的实际速度信号被送回控制系统(通常是变频器内部的控制器)。控制器将实际速度与指令速度进行比较,计算出误差。
*调节输出:控制器根据误差大小和方向(是快了还是慢了),通过特定的控制算法(如PID控制)动态调整变频器的输出电压和频率,使实际速度迅速、准确地跟踪指令速度曲线。这是实现平稳运行和平层的关键。
3.运行曲线管理:
*升降机并非全程都以高速运行。控制系统会根据运行距离(当前楼层与目标楼层之间的高度差)精心规划一条优的速度-时间曲线。
*典型曲线:包括启动加速段、匀速运行段(可能达到额定速度)、减速制动段和低速爬行平层段。
*距离控制:对于短距离运行(如相邻楼层),升降机可能只经历加速和减速过程,根本达不到高额定速度。长距离运行则会在中间保持一段时间的匀速运行。
*目的:优化运行时间,提,同时保证启停平稳,减少乘客的不适感(如眩晕)。
4.负载检测与转矩补偿:
*轿厢内的负载(乘客或货物重量)会显著影响启动所需的转矩和制动时的惯性。
*现代升降机通常配备称重装置(安装在轿底或绳头)。控制系统根据负载信息:
*启动:在启动瞬间提供足够的转矩克服静摩擦和负载重力,避免“倒溜”或启动冲击。
*运行:在加减速过程中动态调整转矩输出,补偿负载变化带来的影响,维持恒定的加减速度,保证运行平稳性。
*制动:提前计算所需的制动力矩,实现平稳减速。
5.安全系统干预:
*升降机配备了多重安全装置。如果速度检测装置(如限速器)检测到实际运行速度超过额定速度一定比例(如115%),会触发安全回路。
*安全钳动作:终可能导致安全钳楔块夹紧导轨,强制轿厢制停,这是防止失控的后保障。控制系统本身也设有软件层面的保护。
总结来说,现代升降机的速度控制是一个高度自动化的闭环过程:控制系统规划优速度曲线→变频器根据曲线指令和实时负载调节输出给电机的电压/频率→电机驱动曳引轮转动→编码器实时反馈实际速度→控制系统比较指令与实际速度,通过算法(PID等)动态调整变频器输出→确保轿厢、平稳、、安全地沿着预定速度轨迹运行,并终平层。变频调速技术结合精密的闭环控制和智能的运行曲线管理,是当今实现升降机运行性能的。