一種用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及起重機控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進，傳統(tǒng)的單卷揚的穿繩吊裝已無法滿足要求，一方面受制于鋼絲繩的單繩拉力，一方面受限于卷揚機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩，因此越來越多的設(shè)備需要多個卷揚輔助吊裝，受液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)件差異，摩擦力等多方面因素影響，采用傳統(tǒng)的等變量控制(輸入相同的控制信號)很難保證多個卷揚在單位時間放出或收回相同長度的鋼絲繩，出繩量/收繩量不同會導致吊鉤傾斜，鋼絲繩、滑輪組磨損，造成事故。
[0003]現(xiàn)有起重機有采用卷揚外加計數(shù)器來控制雙卷揚同步，雖然在現(xiàn)實中應用廣泛，但系統(tǒng)本身對外界條件要求較高，要保證系統(tǒng)正常工作，需同時滿足以下三點要求:
(1)啟用同步模式前必須先手動調(diào)整吊鉤至水平，計數(shù)器測得的是脈沖信號，控制器斷電后無法記錄卷揚出繩狀態(tài)，系統(tǒng)無法判斷初始的吊鉤傾斜程度；
(2)兩個卷揚的卷筒直徑必須相等，若卷筒直徑超過規(guī)定值，卷揚每轉(zhuǎn)一周都會將偏差累積，旋轉(zhuǎn)圈數(shù)多了以后就會導致吊鉤傾斜；
(3)鋼絲繩直徑及長度也必須相等，只有這樣才能保證兩個卷揚在旋轉(zhuǎn)相同角度時的出/收繩量相等，若長時間使用一個卷揚而后再使用雙卷揚工況就很可能出現(xiàn)鋼絲繩直徑不同的情況。在此種情況就無法采用原方案來控制卷揚同步。
[0004]若以上三點任一條件不滿足，采用計數(shù)器控制卷揚同步的系統(tǒng)就無法保證作業(yè)過程中吊鉤水平，要求比較苛刻，實際操作比較復雜，此外，還有采用在卷筒處安裝絕對編碼器的卷揚同步控制策略，該策略同樣具有上述(2)、(3)的缺點，同時每次纏繩還需要重新對編碼器進行標定，此外，對于一個卷揚對應兩個馬達的這種系統(tǒng)，該絕對編碼器很難安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有起重機有采用卷揚外加計數(shù)器或者絕對編碼器來控制雙卷揚同步，要求比較苛刻，實際操作比較復雜的問題。本發(fā)明的用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)及方法，通過臂架頭部兩側(cè)的激光測距儀，得出吊鉤雙邊滑輪高度差，通過調(diào)節(jié)卷揚轉(zhuǎn)速，減小此高度差，來保證雙卷揚同步，能夠解決雙卷揚同步作業(yè)穩(wěn)定性及安全性的問題，控制簡單可靠，具有良好的應用前景。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)，其特征在于:包括對稱設(shè)置在起重機臂頭兩側(cè)的兩個激光測距儀，各激光測距儀的探頭保持豎直向下，所述起重機臂頭通過兩組獨立的可調(diào)速的卷揚與位于下方的吊鉤相連接，所述吊鉤的兩側(cè)延伸出測距擋板，各測距擋板位于對應側(cè)的激光測距儀的正下方，兩個激光測距儀分別測量對應側(cè)卷揚距離測距擋板的高度，并將高度信號傳輸給控制器，所述控制器通過卷揚調(diào)速機構(gòu)控制對應卷揚的速度。
[0007]前述的一種用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)，其特征在于:所述測距擋板水平設(shè)置在吊鉤的的兩側(cè)。
[0008]基于上述的用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括以下步驟，
步驟(1)，將控制器內(nèi)設(shè)置吊鉤位于水平狀態(tài)時兩側(cè)的最大允許誤差a0、卷揚同步起調(diào)時吊鉤兩側(cè)高度最大允許偏差量al、卷揚運行時吊鉤兩側(cè)高度最大允許偏差量a2，保證0〈a0〈al〈a2 ；
步驟(2)，通過兩個激光測距儀分別測量對應側(cè)卷揚距離測距擋板的高度LA、LB ；
步驟(3)，控制器通過卷揚調(diào)速機構(gòu)實現(xiàn)兩組可調(diào)速的卷揚同步；
步驟(4)，通過兩個激光測距儀實時測量計算對應側(cè)卷揚距離測距擋板的高度LA、LB的差值的絕對值，若I LA-LB I <a2，則執(zhí)行步驟(5);否則，吊鉤的傾斜已超出正常范圍，狀態(tài)異常輸出報警；
步驟(5)，判斷對應側(cè)卷揚距離測距擋板的高度LA、LB的差值的絕對值是否大于卷揚同步起調(diào)時吊鉤兩側(cè)高度最大允許偏差量al，若I LA-LB I >al，則執(zhí)行步驟(6);否則，使兩組可調(diào)速的卷揚保持此時的轉(zhuǎn)速控制吊鉤起升或者下降；
步驟(6)，判斷對應側(cè)卷揚距離測距擋板的高度LA、LB的差值的絕對值是否大于吊鉤位于水平狀態(tài)時兩側(cè)的最大允許誤差aO，若|LA-LB|>aO，則執(zhí)行步驟(7);否則，使兩組可調(diào)速的卷揚保持此時的轉(zhuǎn)速控制吊鉤起升或者下降；
步驟(7)，判斷吊鉤的工作狀態(tài)，若吊鉤在上升狀態(tài)時，則執(zhí)行步驟(8);若吊鉤在下降，則執(zhí)行步驟(9)；
步驟(8)，判斷LA是否大于LB，若LA>LB，則通過控制器減少LB對應側(cè)卷揚的轉(zhuǎn)速，并返回步驟(6);否則，通過控制器減少LA對應側(cè)卷揚的轉(zhuǎn)速，并返回步驟(6)；
步驟(9)，判斷LA是否大于LB，若LA>LB，則通過控制器減少LA對應側(cè)卷揚的轉(zhuǎn)速，并返回步驟(6);否則，通過控制器減少LB對應側(cè)卷揚的轉(zhuǎn)速，并返回步驟(6)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的用于起重機的雙卷揚同步控制方法，通過臂架頭部兩側(cè)的激光測距儀，得出吊鉤雙邊滑輪高度差，通過調(diào)節(jié)卷揚轉(zhuǎn)速，減小此高度差，來保證雙卷揚同步，能夠解決雙卷揚同步作業(yè)穩(wěn)定性及安全性的問題，控制簡單可靠，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的用于起重機的雙卷揚同步控制方法的流程圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的吊鉤理想狀態(tài)下的示意圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的吊鉤傾斜角度控制在a°以內(nèi)的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]如圖1所示，一種用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)，包括對稱設(shè)置在起重機臂頭兩側(cè)的兩個激光測距儀A、B，各激光測距儀的探頭保持豎直向下，起重機臂頭通過兩組獨立的可調(diào)速的卷揚1、2與位于下方的吊鉤5相連接，吊鉤5的兩側(cè)延伸出測距擋板3、4，各測距擋板位于對應側(cè)的激光測距儀的正下方，兩個激光測距儀分別測量對應側(cè)卷揚距離測距擋板的高度，并將高度信號傳輸給控制器，所述控制器通過卷揚調(diào)速機構(gòu)控制對應卷揚的速度，激光測距儀A、可調(diào)速的卷揚I和測距擋板3位于一側(cè)，激光測距儀B、可調(diào)速的卷揚2和測距擋板4位于另一側(cè)，測距擋板3、4水平設(shè)置在吊鉤5的兩側(cè)。
[0016]基于上述的用于起重機的雙卷揚同步控制系統(tǒng)的控制方法，如圖2所示，包括以下步驟，
步驟(1)，將控制器內(nèi)設(shè)置吊鉤位于水平狀態(tài)時兩側(cè)的最大允許誤差aO、卷揚同步起調(diào)時吊鉤兩側(cè)高度最大允許偏差量al、卷揚運行時吊鉤兩側(cè)高度最大允許偏差量a2，保證0〈a0〈al〈a2 ；
這里為避免控制器頻繁在某點調(diào)整卷揚速度，由(aO，al)組成控制回滯區(qū)間，由于各種偏差，導致雙邊的高度差的絕對值總不為0，因此，設(shè)置aO，若高度信號單位為毫米，則此值可取5-20之間(可視檢測設(shè)備精度而定);al為卷揚同步起調(diào)時吊鉤兩側(cè)高度允許偏差量，是一個