数字变频取电动栏杆机优势.doc

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关于对电动栏杆机采用数字变频控制技术的升级建议

尊敬的领导：

我公司于2010年3月15日对正在运行的五条高速公路栏杆机设备做了一个详细的系统检测，现将栏杆机出现的情况做一下汇总。
（1）电机
在长期运行过程中电机齿轮咬合间隙增大和齿轮润滑油消耗过大,导致栏杆机运行时噪音较大;同时电机主轴有不同程度的松动，导致栏杆机在抬杆或落杆过程中有不规则抖动，且晃动比较严重.曲柄和连杆机构执行抬落杆时无法到达“死点”位置，致使电机长时间堵转发热,加速了电机、曲柄和连杆的损坏和误抬杆的次数增多。
（2）栏杆卡子和栏杆
机卡由于长时间暴露在户外，导致了栏杆卡口塑料被磨平，栏杆卡子都出现了不同程度的腐化和掉漆。栏杆杆体由于砸车及与卡子配合间距加大，导致一部分栏杆杆体出现了折断和变形。

（3）控制单元
用万用表实测控制单元在执行抬落杆命令时出现了输出脉冲信号反映迟缓，双通道线圈感应模块在车辆通过后执行落杆命令时会出现误砸车，不落杆，车辆行驶过程中突然落杆等现像。控制单元由于老化，以及机械传动部分在配合过程中无法提前“刹车”配合机械传动导致了控制器有时会出现“死锁”。出现这种情况一般需要收费员人工复位，调节光电开关，使机械传动与控制单元紧密配合。
4) 机架
主线站机架多由钢板折弯而成，配合圆钢作为传动机构，电机在执行命令时产生的磨擦和热量无法通过机架进行自身散热导致机架出现老化，掉漆，和轴孔位置加大等现象也不同程度的使栏杆机出现抖杆，活动连杆和光电开关经常需要位移和调节。

5)电机发烫造成的电机损伤，使用寿命减少，机械传动过位、控制失位容易造成电机齿轮转轴咬合松脱甚至齿轮崩坏。这些都是栏杆机常见的故障，常见解决办法就是增加维护次数注意保养，但不能从根本上解决问题。

变频控制方式与普通的控制方式比较:

变频控制
普通模块控制
备注
组成部分
变频器，车检器，感应开关
主控模块，车检器，电机电容，刹车电容，限位开关
变频器取代主控器
电机控制方式
V/F曲线自由停转
直线限位刹车
减少电机、机械损伤
栏杆锁位方式
低电频电流锁位
限位开关锁杆
减少限位故障率
栏杆抬落时间
频率转换可调
不可调
可实现0.9S—2.0S时间可调
内部处理时间
50ms
300ms

限位开关作用
感应高频加速
刹车，锁位

中间电压
22V
220V
栏杆处于不动作状态电机不发烫
集成度
精密
单片机集成

使用年限
10年
4年(国产)

维护时限
勉维护
3月

栏杆臂配重
可调
固定配比
3m—4.5m
电机齿轮硬度
40
35

故障记录
可记录六次故障可读

主控程序
可根据客户需求升级程序
程序锁死，固定不可调
采用PLC编程实现
我公司产品使用年限
15年以上
7-8年
3年保质期内免费维修

（本款产品已在日照高速、胶州湾高速、汾灌高速、京沪、东青等多条高速正式使用并得到用户一致好评。）

马格栏杆机 马格电机

取代原先的限位开关 贝兹乐（数字变频、车检）

BZL系列智能变频取代普通主控模块可实现的功能:
1、栏杆曲线平稳抬落,减少栏杆机的机械磨损；抬落时间实现可调,保障车辆顺利通行;通过中间电压的低频控制可实现电机不发烫，增加电机使用寿命；采用变频程序更改电机力矩、扭矩可负担不同尺寸的栏杆臂。
2、减少故障率，增加使用寿命，减少维护量。高速公路每年在栏杆机方面的维护、维修的投入不少于25万元。使用此款控制方式每年可直接减少维护及更换费用20万，减少了高速公路机电设备的维护及运营成本。
3、提供PLC与文本控制相结合的技术
提供PLC与文本控制相结合的技术，增加了交流电机驱动器界面与文本界面。使栏杆机的运行模式、抬落杆时间、频率、抬落杆的时间计数、抬落杆的状态、运行稳定性进行设置调节与实时观察，方便了维护人员的安装和维护，达到了人机交换的目的，实现维护管理数字化。
（1）、交流电机驱动器界面可显示驱动器的容量、额定电流、额定电压、最高载波频率、设定频率（F）、 实际运转频率（H）、多功能显示、电机运转电流(A) 、正、反转(Fwd、rEv )指令等功能参数，并达到直接可调实现方便快捷的设置栏杆机运行参数。此参数可预设开机显示的画面内容。

（2）、通过人机界面的控制板可实现抬落杆时间速度、多段频率以及十种运行模式的可调。
人机界面控制面板如图：

3、多段频率时间位置控制
BZL高速电动栏杆机采用多段速位置控制，通过多次试验和实际上路测试改进得出将时间与物理位置双向结合，将起落杆时间控制在0.6s-2.0s内，现车辆快速通行实现栏杆机的快速平稳起落从而实现快速通车。同时采用电机自由运转停止方式避免栏杆抖动减少机械摩擦，增加电机运行寿命。
（1）、多段频率
抬落杆分别采用二段速控制并且实现可调运转参数，并采用自动运行循环运转。
以下详细说明

：

多段速运转

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（2）时间位置控制
为了实现栏杆机快速平稳起落采用两次不同时间加减速，交流电机驱动器在加减速电机时，速度由设定最低操作频率加速到最高操作频率所需时间为加速时间；速度由最高操作频率减速到最低操作频率所需时间为减速时间。使用第二加减速时间设定多功能端子为一﹑二加减速切换；当此功能的端子”闭合”时则执行第二减速命令。
在接收到送出脉冲后通过接近开关对磁铁位置移动距离的感应来控制时间的长短。使得栏杆在抬落到接近死点的位置电机以自由运转方式停止，通过V/F曲线和弹簧的作用力实现平稳抬落达到死点，并通过限位开关反向锁定栏杆。
电机自由运转停止：当交流电机驱动器接受到『停止』的命令后，交流电机驱动器将依参数的设定控制电机停止。交流电机驱动器立即停止输出，电机依负载惯性自由运转至停止。

(3) V/F曲线加减速
为了实现栏杆机的快速平稳起落，采用V/F曲线加减速。避免栏杆抖动实现平稳运作，同时减少机械摩擦，增加电机运行寿命。
V/F曲线可实现最佳化加减速选择 ,S 曲线缓加速设定和S 曲线缓减速设定用来设定交流电机驱动器在启动开始加速时作无冲击性的缓启动，加／减速曲线由设定值1~7可调整不同程度的S加减速曲线。启动S曲线缓加／减速，交流电机驱动器会依据原加／减速时。从下图我们可以清楚的得知，当 S曲线功能开启时原先设定的加减速时间就变成了一参考值；加减速的时间会随着设定值的加大而变长。

总体建议计划

1、 电动栏杆机作为收费系统里的主要机电设备,通过技术升级.把现有的电动栏杆机控制部分更换为数字变频控制,可减少路段每年对电动栏杆机设备的维护及更换成本.提高维护及运营效率.
2、 PLC变频电动栏杆机,在雾天及车辆拥堵的情况下,通过对栏杆机的速度的调节解决车辆拥堵问题.通过栏杆机自身的曲线加减速,实现电动栏杆机无任何刹车,成倍的提高了栏杆机的运行寿命,司机的视觉效果,及收费站机电设备整体美观度.
3、 PLC变频电动栏杆机，提供了PLC与文本控制相结合的技术，增加了交流电机驱动器界面与文本界面。使栏杆机的运行模式、抬落杆时间、频率、抬落杆的时间计数、抬落杆的状态、运行稳定性进行设置调节与实时观察，方便了维护人员的安装和维护，达到了人机交换的目的，实现维护管理数字化。
4、 PLC变频电动栏杆机，解决了国内产品与国外产品系统不能兼容的问题.彻底的解决了电动栏杆机控制部分出现损坏或需要更换时,使用单位必须付出昂贵的代价.且售后得不到及时的解决.
5、 PLC变频电动栏杆机，连云港贝兹乐信息科技有限公司将对电动栏杆机的机械部分做保养和检修.同时对PLC变频电动栏杆机进行登记，并提供为期三年的质保,彻底解决用户单位的后顾之忧.