CN1440923A - 起重机的自设计编程控制器及其制成设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种起重机的自设计编程控制器及其制成设备，该控制器包括待编程的通用可编程控制器，其与受控起重机的动力盘和执行机构相连接，组成一控制回路，在该待编程的通用可编程控制器中装载有一针对起重机的控制特点的专用程序，在该待编程的通用可编程控制器上的I/O卡插槽中***相应的I/O卡。该制成设备为一通用用户编程器，其中装载一原始通用程序和一人机对话式的用户配置程序画面进行选择操作，输入适用于特定起重机的控制参数，可生成专用的PLC控制程序输送并驻留在该待编程的通用可编程控制器中。本发明适用于各类起重机的电气***改造，降低了改造维修费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种起重机的编程控制器及其制成设备，具体地说，是一种起重机的自设计编程控制器及其制成设备。
背景技术
现有的在工厂、矿山、仓储等行业使用的各种起重设备，种类繁多。对于一些使用日久的起重设备，需进行改造后，才能继续使用。起重机的电气控制***改造方式也因车而异，不能一概而论。但由于起重机是一类特殊的设备，虽然炼钢、纺织、食品等各行业的专用起重设备有不同之处，但各种起重机的电气控制***毕竟有其相对共性的地方。如起重设备一般都有主卷、副卷、大车、小车和低压供电、联锁保护等回路。目前在起重机电气控制***的改造中，也普遍使用可编程控制器(PLC)来代替原来的继电器控制***，以简化设备，提高控制***的可靠性。
在现有使用的起重设备中，设备的水平普遍较差。随着生产的发展，科技的进步，各企业普遍存在设备老化、备件困难，不能适应生产的问题。与近期生产的设备相比，也存在控制落后、维修技术复杂、维修工作量大的问题。因此每年都有一些起重机列入改造项目。而每台起重机的改造，都要对其电气控制***进行单独的设计。设计费用大，改造周期长。
目前，也有一些采用可控硅调压调速的起重机械，这些可控硅调压调速控制回路大多属淘汰产品，普遍存在备件困难的问题。要对其进行改造，往往要将整个可控硅调速***全部更新，有的设备供货商甚至要求更换对应的机械设备，费用有时比买新的整体设备还大。
发明内容
因此，如上所述，采用PLC取代已有起重机的电气控制***，是达到改造方便、通用是本发明所要解决的技术问题，本发明的目的是提供一种起重机自设计编程控制器及其制成设备，其适用于各类起重机的电气***改造，降低了改造维修费用。
为达到上述目的，本发明提供的起重机自设计编程控制器，包括待编程的通用可编程控制器，其上设有控制输出端，而与受控起重机的动力盘和执行机构相连接，组成各控制回路，且设有主令码输入端连接主令码控制器和连锁保护输入端连接起重机的连锁保护器件，特点是，编程后，在该待编程的通用可编程控制器中装载有一针对起重机的控制特点的专用程序，且在该通用可编程控制器上的I/O卡插槽中***相应的I/O卡。
所说的控制输出端的输出信号按受控起重机的传动方式分类；对绕线式电机调速回路的起重机，输出适用于电机转子回路电阻切除的节点控制信号；对变频调压式调速电机的起重机，输出0-10V或4-20mA的模拟控制信号。
本发明还提供一种起重机自设计编程控制器的制成设备，该制成设备为一通用用户编程器，其包括一可与待编程的通用可编程控制器的编程信号输入端相接的编程信号输出端，特点是，所述的用户编程器中装载一原始通用程序和一人机对话式的用户配置程序，进行画面选择操作，运行用户配置程序，输入适用于特定起重机的控制参数，由原始通用程序生成专用的PLC控制程序输送并驻留在该待编程的通用可编程控制器中，并将生成的控制程序加载入该待编程的通用可编程控制器中。
所说的通用用户编程器还生成相关的设备电气图纸资料；可根据该设备电气图纸资料配置***该待编程的通用可编程控制器插槽中的I/O卡，并在该通用用户编程器上生成I/O信号图，并可根据该I/O信号图给待编程的通用可编程控制器接上输入输出信号，通用用户编程器还可生成参数表，梯形程序图等竣工图纸。
所说的起重机原始通用程序包括针对各起重机的用途和控制方式特点而编制成的安全连锁保护程序，和针对各类型的起重机回路编制的回路程序段；所说的各类型起重机回路，包括绕线式回路，可控硅调压调速回路，可控硅串级调速回路，变频变压调速回路和直流电机调压调速回路；所说的用户配置程序是针对起重机原始通用程序进行编辑处理的程序，其任务是：
删除原始通用程序中不用的程序段
在程序段中的某些地方输入各种参数；
生成针对这台起重机专用的PLC控制程序；
打印出这台起重机专用的设备配置总图、I/O信号图、参数表、程序梯形图等电气图纸资料。
所说的通用用户编程器是一台计算机；可以是一台个人计算机。
本发明的优点是：利用小型PLC作为其主体，装载针对各种起重机的控制特点而编制的专用程序，并使用用户编程器来选择起重机的类型、参数。(对PLC来说，实际上是专用参数输入器)，以对各种类型的起重机进行控制和改造，有效地降低了改造成本。
附图说明
图1是本发明中，使用通用用户编程器制成的用于特定起重机的PLC控制器以及进行校验的电气***的控制回路示意图图；
图2是本发明中，原始通用程序的分层结构示意图；
图3是本发明中，运行用户配置程序后，原始通用程序生成专用程序的流程图；
图4-1，图4-2是本发明中为生成专用程序所使用的起重机类型及回路选择的画面图；
图4-3，图4-4是本发明中起重机类型及回路选择后，参数输入的画面图。
具体实施方式
现配合附图，对本发明的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，本发明提供的起重机自设计编程控制器，包括待编程的通用可编程控制器PLC1，其上设有控制输出端，而与受控起重机的动力盘5和执行机构6相连接，组成各控制回路，且设有主令码输入端连接主令码控制器3和连锁保护输入端连接起重机的连锁保护器件4，特点是，编程后，在该待编程的通用可编程控制器1中装载有一针对起重机的控制特点的专用程序，且在该待编程的通用可编程控制器上的I/O卡插槽中***相应的I/O卡。
该PLC1同主令编码控制器3相接，以实现无接点输出控制信号；
该PLC1同保护连锁器件4相接，以增加控制回路的保护连锁功能。
本发明还提供一种起重机自设计编程控制器的制成设备，该制成设备为一通用用户编程器，其为一台计算机2，包括一可与待编程的通用可编程控制器的编程信号输入端相接的编程信号输出端，特点是计算机中装载一原始通用程序和一人机对话式的用户配置程序，进行画面选择操作，运行用户配置程序，输入适用于特定起重机的控制参数，由原始通用程序生成专用的PLC控制程序输送并驻留在该待编程的通用可编程控制器1中。
如图2所示，为该原始通用程序的分层结构示意图，在步骤11中，首先，如111所示，本发明将各种用途、各种控制方式的起重机分为桥吊、门吊、壁吊、钳吊、抓斗吊控制程序1111；塔吊控制程序1112、汽车吊控制程序1113等3大类。其中，如112所示，在桥吊、门吊、壁吊、钳吊、抓斗吊控制程序1111中又可细分为桥吊、门吊、壁吊、钳吊、抓斗吊共用控制程序1121、钳吊特有回路控制程序1122、抓斗吊特有回路控制程序1123。再如113所示，在桥吊、门吊、壁吊、钳吊、抓斗吊共用控制程序1121中又可细分共用联锁控制程序1131、主卷扬控制程序1132、副卷扬控制程序1133、大车控制程序1134、小车控制程序1135、驾驶室移动控制程序1136、附属回路控制程序1137。接着，如114所示，在大车控制程序1135中，还可细分为大车共用联锁保护程序1141、大车共用驱动程序1142、电磁吊特有的联锁保护程序1143、钳吊特有的联锁保护程序1144、抓斗吊特有的联锁保护程序1145。然后，如115所示，在大车共用驱动1142程序中，还可细分为绕线电机等档位控制方式下的驱动程序1151、VVVVF等可无级调速控制方式下的驱动程序1152，最后，如116所示，在绕线电机等档位控制方式下的驱动程序中有起动程序1161、加速程序1162、减速程序1163、制动程序1164。
本发明在控制器的输出信号上针对这些类型的起重机的特点，予以了专门的考虑。具体地说，对绕线式电机调速的回路，控制器输出的是用于转子回路电阻切除的档位信号。对VVVF调速的回路，控制器输出的是标准的0～10V或4～20mA的模拟信号。而针对可控硅调压调速回路控制信号的多样性，控制器既可输出档位信号，也可输出标准的0～10V或4～20mA的模拟信号或者特殊的电压信号。为了能输出符合要求的信号，为各类型的回路编制了相应的程序段。
根据以上所述，本发明为各类型的回路都编制了相应的程序段。这些程序合在一起，汇成一个原始通用程序，这个原始通用程序相当庞大。要由用户将它应用到一台具体的起重机中，一般的编程方法，首先要在各程序段的起始处设立跳越语句。将这些跳越语句的地址告诉用户，将需用程序段前的跳越语句删除。然后在有用的程序段中的某些地方输入各种参数。但这种方法用户必须弄清哪些程序段是有用的，哪些是要跳越的，还要弄清每一个参数的地址，操作仍然相当麻烦。
针对上述的原始通用程序，在本发明中，计算机2可根据不同的起重机类型及运行回路，删除原始通用程序中不使用的程序段，删除不使用的信号输出指令，并在其显示器显示参数输入画面；对用户输入的各参数进行计算，并在其显示器上显示PLC程序中的相应参数；将各参数写入到PLC程序中，生成专用的PLC控制程序。
如图3所示，为运行用户配置程序，生成专用程序的流程图12，用户打开计算机2，计算机2自动运行用户配置软件，显示起重机类型选择画面，如图4-1所示；用户选择起重机类型，计算机2显示起重机回路及传动方式选择画面，如图4-2所示；用户在存在的起重机回路前打钩，在使用的传动方式前打钩，计算机2既删除原始通用程序中不使用的程序段，删除不使用的信号输出指令；并显示参数输出画面，如图4-3，4-4所示；用户在画面上输入参数，如马达功率、马达启动电流、各档速度、启动时间、制动时间等，计算机2对各参数进行计算，显示PLC程序中的相应参数；用户可对参数进行修改或确认，计算机2将各参数写入到PLC程序中，生成该起重机专用的PLC控制程序。
进一步，计算机2还生成设备配置图；可打印出该设备电气图纸；
可根据该设备配备电气图纸配置***PLC插槽中的I/O卡；
并在该计算机2上生成一I/O信号图；
用户可根据该I/O信号图给PLC接上输入输出信号，并将生成的PLC控制程序加载入PLC中。
最后，计算机2可打印出参数表，梯形程序图等竣工图纸。
这样，通过用户编程器的操作，可以完成以下一些任务：
1.删除原始通用程序中不用的程序段；
2.在程序段中的某些地方输入各种参数；
3.生成针对这台起重机专用的PLC控制程序；
4.打印出这台起重机专用的设备配置总图、I/O信号图、参数表、程序梯
形图等电气图纸资料。
接下去可根据程序梯形图的原理对起重机进行调试，调整参数表的参数，使起重机运行在最佳工作点。
本发明对PLC硬件，是按照用户编程器的推荐来配置的，故也不存在硬件配置过多闲置浪费的弊病。由于所有图纸都是在用户选定起重机了的类型、回路数、回路的类型，输入了各项参数后打印出来的，故用户拿到的图纸并不是令人讨厌的通用资料，而是针对用户的起重机的特定图纸。
由于是通用控制器，事实上无需编制软件。使用用户编程器进行的所谓“编程”，实际上只不过是类型选择和参数设定而已，因此可大大缩短设备制造周期。这一点对于对服役中的起重机进行改造而言，尤为重要。
本发明技术不光可用于旧起重机改造，也完全可用于新增起重机的设计控制。
Claims (14)
1.一种起重机的自设计编程控制器，包括待编程的通用可编程控制器，其上设有控制输出端，而与受控起重机的动力盘和执行机构相连接，组成各控制回路，且设有主令码输入端连接主令码控制器和连锁保护输入端连接起重机的连锁保护器件，其特征在于，编程后，在该待编程的通用可编程控制器中装载有一针对起重机的控制特点的专用程序，且在该通用可编程控制器上的I/O卡插槽中***相应的I/O卡。
2.如权利要求1所述的起重机的自设计编程控制器，其特征在于，其控制输出端的输出信号按受控起重机的传动方式分类。
3.如权利要求2所述的起重机的自设计编程控制器，其特征在于，对绕线式电机调速回路的起重机，输出适用于电机转子回路电阻切除的节点控制信号。
4.如权利要求2所述的起重机的自设计编程控制器，其特征在于，对变频调压式调速电机的起重机，输出0-10V或4-20mA的模拟控制信号。
5.一种起重机的自设计编程控制器的制成设备，该制成设备为一通用用户编程器，其包括一可与待编程的通用可编程控制器的编程信号输入端相接的编程信号输出端，特征在于，所述的用户编程器中装载一原始通用程序和一人机对话式的用户配置程序，进行画面选择操作，运行用户配置程序，输入适用于特定起重机的控制参数，由原始通用程序生成专用的PLC控制程序输送并驻留在该待编程的通用可编程控制器中。
6.如权利要求5所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的通用用户编程器还生成相关的设备电气图纸资料。
7.如权利要求6所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，可根据所述的设备电气图纸资料配置***该待编程的通用可编程控制器插槽中的I/O卡。
8.如权利要求7所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，可根据所述的设备电气图纸中的I/O信号图给待编程的通用可编程控制器接上输入输出信号，并将生成的控制程序加载入该待编程的通用可编程控制器中。
9.如权利要求7所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的通用用户编程器可生成参数表，梯形程序图。
10.如权利要求5所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的起重机原始通用程序包括针对各起重机的用途和控制方式特点而编制成的安全连锁保护程序，和针对各类型的起重机回路编制的回路程序段。
11.如权利要求10所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的各类型起重机回路，包括绕线式回路，可控硅调压调速回路，可控硅串级调速回路，变频变压调速回路和直流电机调压调速回路。
12.如权利要求5所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的用户配置程序是针对起重机原始通用程序进行编辑处理的程序，其任务是：
删除原始通用程序中不用的程序段
在程序段中的某些地方输入各种参数；
生成针对这台起重机专用的PLC控制程序；
打印出这台起重机专用的设备配置总图、I/O信号图、参数表、程序梯形图等电气图纸资料。
13.如权利要求4所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的通用用户编程器是一台计算机。
14.如权利要求13所述的起重机的自设计编程控制器的制成设备，其特征在于，所述的计算机是一台个人计算机。
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| CN110009713A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-12 | 中北大学 | 一种利用AutoCAD快速1:1绘制桥式起重机主梁二维工程图的方法 |
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- 2002-02-28 CN CN 02110923 patent/CN1217849C/zh not_active Expired - Fee Related
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