CN101559904A - 起重机抓斗升降与开闭协调控制***及其控制方法 - Google Patents

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罗自永
李瑞常
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Abstract

本发明公开了一种起重机抓斗升降与开闭协调控制***及其控制方法。起重机抓斗升降与开闭协调控制***包括升降与开闭协调控制器、升降变频器和开闭变频器，升降变频器向升降电动机供电，开闭变频器向开闭电动机供电；升降与开闭协调控制器通过升降变频器、开闭变频器分别控制升降电动机和开闭电动机协调工作。本发明使原来独立工作于速度模式的升降电机和开闭电机可以在该控制器的控制下按照一个内置的工作逻辑协调工作，从而确保了抓斗起重机在闭斗抓料和提升过程中不漏料、电机负荷平衡、钢丝绳和电机不过载，不会出现生产事故，还可以降低起重机操作工的劳动强度。

Description

起重机抓斗升降与开闭协调控制***及其控制方法
[技术领域]
本发明涉及起重技术，尤其是一种起重机抓斗升降与开闭协调控制***及其控制方法。
[背景技术]
现有的抓斗起重机***，其主驱动电机(抓斗开闭电机、抓斗升降电机)采用转子回路串电阻调速工作方式(如图1)，在抓斗起重机沉抓、起升的过程中，抓斗升降、开闭电动机容易出现受力不均匀的情况，需要起重机操作工靠经验点动调整抓斗升降及抓斗开闭钢丝绳的松紧度，并掌握抓斗升降电机投入运行的时机。如果掌握得不好，如抓斗开闭电机的钢丝绳太松，易造成抓斗漏料；如抓斗升降电机的钢丝绳太松，则抓斗开闭电机单独受力过载，容易引起电机损坏或钢丝绳断裂而造成事故。此操作过程要求起重机操作工具有丰富的操作经验和高超的操作技巧，而且需要起重机操作工精神集中，劳动强度大。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种易于操作，能够保障生产安全的起重机抓斗升降与开闭协调控制***。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种易于操作，能够保障生产安全的起重机抓斗升降与开闭协调控制***的控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种起重机抓斗升降与开闭协调控制***，包括抓斗、手动控制器、抓斗升降电动机、抓斗开闭电动机，还包括升降与开闭协调控制器、升降电动机变频器和开闭电动机变频器，所述的升降电动机变频器向抓斗升降电动机供电，所述的开闭电动机变频器向抓斗开闭电动机供电；所述的手动控制器向升降与开闭协调控制器输入动作指令，升降与开闭协调控制器通过升降电动机变频器、开闭电动机变频器分别控制抓斗升降电动机和抓斗开闭电动机协调工作。
以上所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***，所述的升降与开闭协调控制器包括***信号输入电路和可编程序控制器。
以上所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***，在所述的抓斗上装有抓斗闭合传感装置，所述的抓斗闭合传感装置当抓斗接近完全闭合或完全闭合时，向升降与开闭协调控制器发出提升信号。
以上所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***控制方法的技术方案包括以下步骤：
a.按照抓斗闭合命令，抓斗开闭电动机启动并按速度控制模式工作，闭合抓斗；当开闭电动机的转矩达到设定值时，抓斗开闭电动机降低转速，按低于给定速度的转速工作；
b.按照抓斗提升命令，抓斗升降电动机启动并在转矩控制模式下工作，提升抓斗；
c.二台电动机转速一致，转矩平衡，共同提升抓斗。
以上所述的控制方法，在步骤b中，抓斗升降电动机启动后，抓斗升降电动机变频器的转矩给定值由升降与开闭协调控制器从抓斗开闭电动机变频器读取并发送至抓斗升降电动机变频器。
以上所述的控制方法，在步骤a中，当抓斗开闭电动机的转矩达到设定值时，根据转矩的进一步增大而逐渐降低抓斗开闭电动机的转速，降速幅度不大于额定转速的30％。
以上所述的控制方法，所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***的抓斗上装有抓斗闭合传感装置，所述的抓斗闭合传感装置当抓斗接近完全闭合或完全闭合时，向升降与开闭协调控制器发出提升信号，启动抓斗升降电动机。
本发明起重机抓斗升降与开闭协调控制***中的升降与开闭协调控制器使原来独立工作于速度模式的升降电机和开闭电机可以在该控制器的控制下按照一个内置的工作逻辑协调工作，从而确保了抓斗起重机在闭斗抓料和提升过程中不漏料、电机负荷平衡、钢丝绳和电机不过载，不会出现生产事故，还可以降低起重机操作工的劳动强度。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术起重机抓斗升降与开闭控制***的原理图。
图2是本发明实施例1起重机抓斗升降与开闭协调控制***的原理图。
图3是本发明实施例1起重机抓斗升降与开闭协调控制***的工作流程图。
图4是本发明实施例2起重机抓斗升降与开闭协调控制***的工作流程图。
[具体实施方式]
本发明起重机抓斗升降与开闭协调控制***实施例1的原理如图2所示。升降与开闭协调控制器主要由***信号输入电路、可编程序控制器。***信号输入电路用于接收由起重机操作手柄发出的控制信号；可编程序控制器内置抓斗起重机运行逻辑，通过***信号输入电路接收操作手柄发出的动作命令，然后根据动作命令的要求，并通过串行通讯与开闭电机、升降电机变频器进行数据交换获得变频器当前的运行数据(包括电机转速、电机转矩、变频器工作模式等实际数据)，自动判断升降绳和开闭绳的状态，然后按照图3所示的动作逻辑，向变频器发出改变转速或改变转矩等控制命令，使升降电机和开闭电机的运行得到很好的协调。实现抓斗起重机升降和开闭协调控制所需的逻辑控制功能。升降与开闭协调控制器使原来独立工作于速度模式的升降电机和开闭电机可以在该控制器的控制下按照一个内置的工作逻辑协调工作，从而确保了抓斗起重机在闭斗抓料和提升过程中不漏料、电机负荷平衡、钢丝绳和电机不过载，不会出现生产事故，同时还可以降低起重机操作工的劳动强度。
本发明起重机抓斗升降与开闭协调控制***实施例1的工作过程如图3所示：
抓斗起重机在抓料提升作业初期，开闭及升降的钢丝绳都是放松的，使整个抓斗张开落在料堆上；
开始抓料时，操作工通过操作手柄发出抓斗闭合命令，开闭电机开始运行，开闭钢丝绳开始慢慢收紧，抓斗开始闭斗抓料，开闭电机负载转矩逐渐增大，当转矩达到一定的值(该值根据负载电机的额定转矩大小设定)以后，控制器根据转矩的逐渐增大而逐渐降低开闭电机的转速(一般降速幅度不高于额定转速的30％)，并自动将升降电机变频器的工作模式由速度控制模式切换至转矩控制模式；
操作工观察到抓斗基本闭合后，操作升降电机操作手柄，发出提升命令，升降电机启动并工作在转矩控制模式下，升降电机变频器的转矩给定值由控制器从开闭电机变频器读取并发送至升降电机变频器。这时，由于升降钢丝绳是松的，升降电机会迅速升速至额定转速运行。由于此时开闭电机的运行速度已低于给定速度，因此两个电机的速度差将造成升降钢丝绳越来越紧，升降电机的转矩也越来越大，同时，开闭电机的转矩逐渐减小、速度逐渐增大至给定转速。当升降电机转矩与开闭电机转矩基本平衡时，升降电机的转速也回到给定转速，使升降电机与开闭电机的转矩和转速都达到平衡(转矩相同，速度同步)，平均分担抓斗负荷，抓斗在上升过程中始终保持在闭合状态，不再出现漏料、钢丝绳松紧不一的现象。
本发明起重机抓斗升降与开闭协调控制***实施例2的原理和工作过程与实施例1的差别在于，起重机抓斗升降与开闭协调控制***的抓斗上装有抓斗闭合传感装置，抓斗闭合传感装置当抓斗接近完全闭合或完全闭合时，向升降与开闭协调控制器发出提升信号，自动地启动抓斗升降电动机，进一步降低起重机操作工的劳动强度，并防止事故的发生。

Claims (7)

1.一种起重机抓斗升降与开闭协调控制***，包括抓斗、手动控制器、抓斗升降电动机、抓斗开闭电动机，其特征在于，包括升降与开闭协调控制器、升降电动机变频器和开闭电动机变频器，所述的升降电动机变频器向抓斗升降电动机供电，所述的开闭电动机变频器向抓斗开闭电动机供电；所述的手动控制器向升降与开闭协调控制器输入动作指令，升降与开闭协调控制器通过升降电动机变频器、开闭电动机变频器分别控制抓斗升降电动机和抓斗开闭电动机协调工作。
2.根据权利要求1所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***，其特征在于，所述的升降与开闭协调控制器包括***信号输入电路和可编程序控制器。
3.根据权利要求1所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***，其特征在于，在所述的抓斗上装有抓斗闭合传感装置，所述的抓斗闭合传感装置当抓斗接近完全闭合或完全闭合时，向升降与开闭协调控制器发出提升信号。
4.一种权利要求1所述起重机抓斗升降与开闭协调控制***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.按照抓斗闭合命令，抓斗开闭电动机启动并按速度控制模式工作，闭合抓斗；当开闭电动机的转矩达到设定值时，抓斗开闭电动机降低转速，按低于给定速度的转速工作；
b.按照抓斗提升命令，抓斗升降电动机启动并在转矩控制模式下工作，提升抓斗；
c.二台电动机转速一致，转矩平衡，共同提升抓斗。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在步骤b中，抓斗升降电动机启动后，抓斗升降电动机变频器的转矩给定值由升降与开闭协调控制器从抓斗开闭电动机变频器读取并发送至抓斗升降电动机变频器。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在步骤a中，当抓斗开闭电动机的转矩达到设定值时，根据转矩的进一步增大而逐渐降低抓斗开闭电动机的转速，降速幅度不大于额定转速的30％。
7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的起重机抓斗升降与开闭协调控制***的抓斗上装有抓斗闭合传感装置，所述的抓斗闭合传感装置当抓斗接近完全闭合或完全闭合时，向升降与开闭协调控制器发出提升信号，启动抓斗升降电动机。
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