四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，包括主控單元、開閉機變頻器和支持機變頻器，所述主控單元包括速度控制子單元和轉(zhuǎn)矩獲取子單元，其中：所述速度控制子單元，用于向所述開閉機變頻器輸入運行頻率指令以使該開閉機變頻器執(zhí)行所述運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行；所述轉(zhuǎn)矩獲取子單元，用于獲取所述開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩并將該開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩輸出到支持機變頻器，使支持機變頻器所述輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。本發(fā)明還提供一種對應(yīng)的方法。本發(fā)明通過使支持機變頻器跟隨開閉機變頻器轉(zhuǎn)矩運行，使得支持機變頻器能夠快速自動調(diào)節(jié)輸出頻率，從而達到抓斗狀態(tài)的動態(tài)平衡，提高抓斗應(yīng)用的效率。
【專利說明】四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及起重機控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]四繩抓斗起重機由兩臺變頻器控制，其中一臺變頻器控制抓斗機構(gòu)的開斗和閉斗，即開閉機變頻器12 ;另一臺變頻器控制抓斗機構(gòu)的提升和下放，即支持機變頻器13。兩臺變頻器分別驅(qū)動兩臺電機(即開閉電機14和支持電機15)，且每一電機軸上分別安裝有增量型編碼器16、17，以通過編碼器脈沖數(shù)反饋電機狀態(tài)給對應(yīng)的變頻器，從而變頻器可根據(jù)編碼器脈沖信號計算出抓斗當前的開關(guān)狀態(tài)，如圖1所示。
[0003]在上述四繩抓斗起重機初次使用前，其控制單元11需進行抓斗狀態(tài)的自學習。通過自學習，控制單元11能夠得到抓斗機構(gòu)的開斗狀態(tài)和閉斗狀態(tài)的指標，其中閉斗狀態(tài)的指標C為抓斗機構(gòu)處于閉斗狀態(tài)時開閉電機的編碼器脈沖數(shù)Pl減去支持電機的編碼器脈沖數(shù) P2，即 C=P1-P2。
[0004]在抓斗控制中，其主要控制難點在于抓斗機構(gòu)處于閉斗狀態(tài)時提升或下放負載。在該過程中，必須維持抓斗機構(gòu)閉斗的狀態(tài)不變，即需要始終維持P1-P2=C，否則在提升過程中抓斗機構(gòu)就會慢慢開斗，斗內(nèi)的散貨就會散落出來，導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低甚至生產(chǎn)事故。
[0005]目前，普遍的做法都是“實時控制兩臺變頻器速度差”的辦法。支持機變頻器和開閉機變頻器均采用速度控制模式，并實時采集P1-P2的數(shù)值:
[0006]狀態(tài)1:P1-P2〈C —立即提高支持電機的輸出頻率，使得Pl迅速增加；
[0007]狀態(tài)2:P1-P2>C —立即提高開閉電機的輸出頻率，使得P2迅速增加；
[0008]狀態(tài)3:經(jīng)過以上兩個狀態(tài)的調(diào)整后，兩個變頻器的輸出頻率必定已經(jīng)不一致，因此在達到P1_P2=C時必須馬上調(diào)整兩個變頻器的輸出頻率，使之保持一致，否則抓斗狀態(tài)將發(fā)生偏位；
[0009]狀態(tài)4:經(jīng)過狀態(tài)3的調(diào)整之后，P1-P2必定又會不等于C，因為又需要重復(fù)狀態(tài)I開始的調(diào)節(jié)步驟。
[0010]以上調(diào)節(jié)速度差的方法對于精度要求不高、負載散貨顆粒較大的抓斗系統(tǒng)能夠勉強使用，但對于要求控制效率高、控制精度高、散貨顆粒小的系統(tǒng)就不能滿足要求了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述抓斗系統(tǒng)調(diào)節(jié)速度差的方案中精度不高、效率較低的問題，提供一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)及方法。
[0012]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，包括主控單元、用于驅(qū)動開閉電機運行的開閉機變頻器和用于驅(qū)動支持電機運行的支持機變頻器，所述主控單元包括速度控制子單元和轉(zhuǎn)矩獲取子單元，其中:所述速度控制子單元，用于向所述開閉機變頻器輸入運行頻率指令以使該開閉機變頻器執(zhí)行所述運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行；所述轉(zhuǎn)矩獲取子單元，用于獲取所述開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩并將該開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩輸出到支持機變頻器，使支持機變頻器根據(jù)開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
[0013]在本發(fā)明所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)中，所述支持機變頻器以開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩的70-90%作為目標轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
[0014]在本發(fā)明所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)中，所述主控單元還包括頻率獲取子單元，該頻率獲取子單元用于獲取開閉機變頻器的輸出頻率并將開閉機變頻器的輸出頻率發(fā)送到支持機變頻器；所述支持機變頻器控制輸出頻率小于所述開閉機變頻器的輸出頻率的1.2倍。
[0015]在本發(fā)明所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)中，所述主控單元為插接到開閉機變頻器的功能擴展卡。
[0016]本發(fā)明還提供一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法，所述四繩抓斗起重機包括用于驅(qū)動開閉電機運行的開閉機變頻器和用于驅(qū)動支持電機運行的支持機變頻器；該方法包括以下步驟:
[0017](a)向所述開閉機變頻器輸入運行頻率指令以使該開閉機變頻器執(zhí)行所述運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行；
[0018](b)獲取所述開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，并向所述支持機變頻器發(fā)送所述開閉機變頻器輸出轉(zhuǎn)矩使所述支持機變頻器根據(jù)開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
[0019]在本發(fā)明所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法中，所述步驟(b)包括:所述支持機變頻器以開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩的70-90%作為目標轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
[0020]在本發(fā)明所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法中，所述步驟(b)之前包括:獲取開閉機變頻器的輸出頻率并將開閉機變頻器的輸出頻率發(fā)送到支持機變頻器；所述步驟(b)包括:所述支持機變頻器控制輸出頻率小于所述開閉機變頻器的輸出頻率的1.2倍。
[0021]本發(fā)明的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)及方法，通過使支持機變頻器跟隨開閉機變頻器轉(zhuǎn)矩運行，使得支持機變頻器能夠快速自動調(diào)節(jié)輸出頻率，從而達到抓斗狀態(tài)的動態(tài)平衡，提高抓斗應(yīng)用的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明現(xiàn)有四繩抓斗起重機控制系統(tǒng)的示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)實施例的示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]如圖2所示，是本發(fā)明四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)實施例的示意圖。上述閉斗提升控制系統(tǒng)包括主控單元21、開閉機變頻器22和支持機變頻器23。在本實施例中，開閉電機為主機，開閉機變頻器22用于驅(qū)動該開閉電機運行，以實現(xiàn)抓斗的開閉；支持電機為從機，支持機變頻器23用于驅(qū)動該支持電機運行，以實現(xiàn)抓斗的提升。主控單元21可以是插接到開閉機變頻器22的功能擴展卡，用于創(chuàng)建整個閉斗操作的控制邏輯。
[0027]在本實施例中，主控單元21包括速度控制子單元211以及轉(zhuǎn)矩獲取子單元212，其中:速度控制子單元211用于向開閉機變頻器22輸入運行頻率指令(該運行頻率指令中可設(shè)定開閉機變頻器的輸出頻率，以使開閉電機以設(shè)定的速度運行)，使該開閉機變頻器22執(zhí)行該運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行。轉(zhuǎn)矩獲取子單元212用于獲取開閉機變頻器22的輸出轉(zhuǎn)矩并將該開閉機變頻器22的輸出轉(zhuǎn)矩輸出到支持機變頻器23，使該支持機變頻器23根據(jù)開閉機變頻器22的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
[0028]上述四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，可使支持電機和開閉電機承擔基本相同的負載，即抓斗機構(gòu)的負載均衡地由開閉電機和支持電機分擔，并可實現(xiàn)全自動實時調(diào)節(jié)閉斗狀態(tài)的指標C (該閉斗狀態(tài)的指標C是抓斗機構(gòu)處于閉斗狀態(tài)時開閉電機主軸的編碼器脈沖數(shù)Pl減去支持電機主軸的編碼器脈沖數(shù)P2，即C=P1-P2)。在四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)運行過程中，當P1_P2〈C，此時抓斗機構(gòu)閉得不緊，開閉電機承擔更少負載，因此支持電機的目標轉(zhuǎn)矩也自動變小，使得支持電機輸出轉(zhuǎn)矩不夠便自動降速，P1-P2的值便會增加；iPl_P2>C，此時抓斗機構(gòu)閉得太緊，開閉電機承擔更多負載，因此支持電機的目標轉(zhuǎn)矩也自動變大，使得支持電機能夠向最大頻率(可根據(jù)應(yīng)用場合設(shè)定)增速，P1-P2的值便會減小；當支持電機根據(jù)輸出轉(zhuǎn)矩的變化自動調(diào)整輸出頻率后達到能夠達到P1_P2=C的動態(tài)平衡，此時兩臺變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩達到均衡，支持電機的輸出頻率便穩(wěn)定在某一個具體的數(shù)值。
[0029]本發(fā)明的系統(tǒng)中，根據(jù)開閉機變頻器22的輸出轉(zhuǎn)矩進行全自動調(diào)節(jié)支持機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，使得支持機變頻器23能夠最快速自動調(diào)節(jié)輸出頻率，從而達到抓斗狀態(tài)的動態(tài)平衡，而不會像普通方案那樣有延遲性和反復(fù)性。上述系統(tǒng)由于調(diào)節(jié)速度非常快，所以在設(shè)備抓好散貨準備上升過程中能夠迅速閉合抓斗，這樣便能使散落的散貨比較少，每次能抓到的就比較多，提高抓斗應(yīng)用的效率。并且上述系統(tǒng)由于實時調(diào)節(jié)支持機變頻器23的輸出頻率，因此在提升運行過程中絕對不會打開有縫隙，避免了散貨在提升過程中掉落的風險。
[0030]特別地，可在上述的支持機變頻器23中設(shè)置功能碼，使該支持機變頻器23以輸入轉(zhuǎn)矩(即開閉機變頻器22的輸出轉(zhuǎn)矩)的70-90% (例如80%)作為目標轉(zhuǎn)矩驅(qū)動開閉電機運行。
[0031]在上述的主控單元21中，還可包括一個頻率獲取子單元213。該頻率獲取子單元213用于獲取開閉機變頻器22的輸出頻率并將開閉機變頻器的輸出頻率發(fā)送到支持機變頻器23，使支持機變頻器23控制輸出頻率小于開閉機變頻器的輸出頻率的1.2倍(通過設(shè)置支持機變頻器23的功能碼)。
[0032]如圖3所示，是本發(fā)明四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法實施例的流程示意圖。該四繩抓斗起重機包括用于驅(qū)動開閉電機運行的開閉機變頻器和用于驅(qū)動支持電機運行的支持機變頻器；該方法具體包括以下步驟:
[0033]步驟S31:向開閉機變頻器輸入運行頻率指令以使該開閉機變頻器執(zhí)行所述運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行，實現(xiàn)抓斗的閉合。上述運行頻率指令可通過一個插接到開閉機變頻器的功能擴展卡生成，該功能擴展卡用于創(chuàng)建整個閉斗操作的控制邏輯。[0034]步驟S32:獲取開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，并將上述開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩輸出到支持機變頻器，使該支持機變頻器根據(jù)開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行，實現(xiàn)抓斗的提升。在該步驟中，可通過支持機變頻器的功能碼設(shè)定，使支持機變頻器以輸入轉(zhuǎn)矩(即開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩)的70-90%作為該支持機變頻器的目標轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
[0035]特別地，在上述步驟S32之前還可包括:獲取開閉機變頻器的輸出頻率并將開閉機變頻器的輸出頻率發(fā)送到支持機變頻器；而步驟S32可進一步包括:支持機變頻器控制其輸出頻率小于輸入頻率(即開閉機變頻器的輸出頻率)的1.2倍(可通過設(shè)置支持機變頻器的功能碼)。
[0036]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，包括主控單元、用于驅(qū)動開閉電機運行的開閉機變頻器和用于驅(qū)動支持電機運行的支持機變頻器，其特征在于:所述主控單元包括速度控制子單元和轉(zhuǎn)矩獲取子單元，其中:所述速度控制子單元，用于向所述開閉機變頻器輸入運行頻率指令以使該開閉機變頻器執(zhí)行所述運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行；所述轉(zhuǎn)矩獲取子單元，用于獲取所述開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩并將該開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩輸出到支持機變頻器，使支持機變頻器根據(jù)開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，其特征在于:所述支持機變頻器以開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩的70-90%作為目標轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控單元還包括頻率獲取子單元，該頻率獲取子單元用于獲取開閉機變頻器的輸出頻率并將開閉機變頻器的輸出頻率發(fā)送到支持機變頻器；所述支持機變頻器控制輸出頻率小于所述開閉機變頻器的輸出頻率的1.2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控單元為插接到開閉機變頻器的功能擴展卡。
5.一種四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法，所述四繩抓斗起重機包括用于驅(qū)動開閉電機運行的開閉機變頻器和用于驅(qū)動支持電機運行的支持機變頻器；其特征在于:該方法包括以下步驟: (a)向所述開閉機變頻器輸入運行頻率指令以使該開閉機變頻器執(zhí)行所述運行頻率指令驅(qū)動開閉電機運行； (b)獲取所述開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，并向所述支持機變頻器發(fā)送所述開閉機變頻器輸出轉(zhuǎn)矩使所述支持機變頻器根據(jù)開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法，其特征在于:所述步驟(b)包括:所述支持機變頻器以開閉機變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩的70-90%作為目標轉(zhuǎn)矩驅(qū)動支持電機運行。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四繩抓斗起重機閉斗提升控制方法，其特征在于:所述步驟(b)之前包括:獲取開閉機變頻器的輸出頻率并將開閉機變頻器的輸出頻率發(fā)送到支持機變頻器；所述步驟(b)包括:所述支持機變頻器控制輸出頻率小于所述開閉機變頻器的輸出頻率的1.2倍。
【文檔編號】B66C13/22GK103771270SQ201410010462
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】殷杰, 周暉強 申請人:蘇州匯川技術(shù)有限公司