CN101665201A - 施工升降机负载实时检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种施工升降机负载实时检测方法，属于升降机制造技术领域，本发明检测并采集电机运行参数，把所述电机运行参数输入到频率与速度响应模块，所述模块对所述电机运行参数进行计算和逻辑处理后，向电机驱动单元的控制回路输出电机转速或故障信号，使电机在正常范围内运行。本发明利用软件技术代替了负载检测器，利用程序控制电机的速度逻辑，提高了生产效率，本发明安全方便，方便使用。

Description

施工升降机负载实时检测方法

技术领域

本发明属于升降机制造技术领域，具体涉及一种施工升降机负载实时检测方法。

背景技术

施工升降机常用于各类基建行业，其主要电气系统为提升机构，为了保证提升机构按照国家标准工作在额定负载下，系统需要安装超载限制器，这种(超载限制器)设备主要是通过压力传感器检测测量升降机的负载情况，在提升机构发生超载时提供报警信号，并发出开关量信号，自动让升降机停止作业，使提升机构不能在超载的情况下继续工作，从而提升机构的安全性。

但是在升降机实际运行过程中，由于超载限制器发出的不是模拟量信号，而只是数字量信号，因而升降机不能根据负载的变化而调整速度，当升降机工作在超过额定速度(超频)的时候，超载限制器就有可能报警，并要求系统停止工作，这时系统将无法正常使用了。另外，当相关控制回路发生了故障时，为了不影响生产，超载限制器的功能可能会被人为取消，使得超载限制器起不到应有的作用，从而降低了提升机构的安全性。超载限制器的工作原理是通过压力传感器检测测量升降机的负载情况，重量超过额定限制情况就报警，并且自动让升降机停止作业，它只能发出开关量信号，只能使施工升降机工作在故障和正常这两种状态，不能使升降机在发生超载(速度逐渐变快)时，发出连续的控制信号来驱动电控系统，使升降机的驱动电机转速降到安全的范围内，极大地限制了设备效率的充分发挥。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出了一种施工升降机负载实时检测方法，其发明宗旨在于：软件手段代替超载限制器，根据负载的变化而自动调整升降机速度，使系统一直工作在设定的安全范围内，最大限度地保证设备安全。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案：

本发明检测并采集电机运行参数，把所述电机运行参数输入到频率与速度响应模块，所述模块对所述电机运行参数进行计算和逻辑处理后，向电机驱动单元的控制回路输出电机转速或故障信号，使电机在正常范围内运行。

所述电机运行参数包括负载电流、转矩数据和外围速度信号。

所述频率与速度响应模块是一个逻辑控制单元，包括一个输入信息接口、一个输出信息接口、一个计算模块和一个处理模块。

所述频率与速度响应模块的输入信息接口包括一个内部速度量、一限制速度、一速度参考值、两个速度设定参考值、一实际负载转矩和一滤波时间。

所述频率与速度响应模块的输出信息接口包括电机转速输出口和故降信号输出口。

所述计算模块输出一个虚拟转速。

所述计算模块的计算公式由下式表示：

其中

表示虚拟转速，k为参考系数，ω为负载转矩。

所述参考系数k依据实际工况情况的级别高低分别设定为0.7、0.95或者1。

所述处理模块把所述虚拟转速

与所述输入信息接口的其他输入信息进行逻辑计算和处理后，形成电机转速。

本发明与传统控制系统相比，具有以下五方面的优点：

(1)本发明用软件手段代替超载限制器，实用性强。

(2)本发明直接应用在电机驱动单元，反应速度快；

(3)升降机发生超载或超速时，系统在不需停机的状态下可以自动降到安全的运行速度；

(4)本发明根据实际转矩，可自动计算并输出连续转速，提高了工作效率；

(5)本发明能最大限度保证设备运行安全。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为本发明的频率与速度响应模块功能结构示意图。

图2本发明的计算模块的计算结果图示。

图3本发明的计算模块的计算结果线形关系图。

具体实施方式

本发明有强大的数据处理功能和逻辑判断功能，能够实现根据实际转矩自动判断输出连续转速，起到超载限制器的作用。所述频率与速度响应模块包含了如下七种类型的数学函数：

(1)常量

共有六个自由常量，其中三个为百分量(％)，另外三个为数值。这些常量通常用于设定频率、速度等的给定数值。

(2)单输入函数

共有五个单输入函数，这些函数用于普通的数学计算如求平方根、倒数、绝对值等。

(3)双输入函数

共有五个双输入函数，这些函数用于普通的数学计算如加、减、乘、除、和数值比较等。

(4)三输入函数

共有四个三输入函数，这些函数功能描述如表一。

表一  三输入函数

函数	说明
		f(x，y，z)＝limiter{x：y，z}	如果x＞y，函数值为y；如果x＜z，函数值为z；其他情况，函数值为x。
f(x，y，z)＝x+y+z	3输入值求和
		f(x，y，z)＝sw{Ctrl＝0：y，Ctrl＝1：z}	如果Sw_Ctrl＝0，函数值为y；如果Sw_Ctrl＝1，函数值为z
f(x，y，z)＝hysteresis{x：y+z，y-z}	该函数返回值为逻辑“1”或者“0”。如果x＞y+z，则返回值为逻辑“1”；如果x＜y-z，则返回值为逻辑“0”；其他情况，则函数返回值为原来逻辑状态取反。

(5)低通滤波器

共有两个低通滤波器函数，其功能通过设定时间常数，过滤掉高频噪声，进而得到高质量的模拟信号。

(6)双输入逻辑函数

共有五个双输入逻辑函数，完成逻辑与、或、非等功能。

(7)三输入逻辑函数

共有二个三输入逻辑函数，完成逻辑逻辑与、或、非等组合逻辑。

参阅图1所示，本发明的频率与速度响应模块通过将采集的负载信号进行滤波等逻辑处理后送到数值比较器中；经过处理后的实际负载值与设定的参考负载值35％(人为设定)进行不断比较，将得到结果以开关量的形式送到处理模块中，做为其选择速度的一个依据。

将设定的速度(130％或者160％)经过计算模块后送到处理模块中做为其选择速度的另一个依据。

经过比较和处理后，把结果输送到输出口，输出电机转速。如果实际的负载小于35％的时候，就会输出130％或160％的速度，反之如果负载小于(130％或者160％)的时候，就会输出100％速度，当实际负载超过200％(或者某个设定值)的负载的时候，经过数据处理，将给系统发出故障信号。

参阅图2和图3所示，频率与速度响应模块中的计算模块输出结果可用数据和图形表示，该计算模块用函数功能实现了给电机驱动系统发出一个速度运行指令，根据实际转矩，自动判断适合的拟输出转速，计算模块输出的具体的线形关系如图3。

本发明为了使升降机在多倍速模式下能安全工作，实时检测到电机的转矩变化，通过其内部的自由函数的功能，实施对电机负载的监测，利用软件技术代替了负载检测器，利用程序控制电机的速度逻辑，提高了生产效率，本发明安全方便，方便使用。

Claims (7)

1.一种施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述方法检测并采集电机运行参数，把所述电机运行参数输入到频率与速度响应模块，所述模块对所述电机运行参数进行计算和逻辑处理后，向电机的控制回路输出电机转速或故障信号，使电机在正常范围内运行。

2.根据权利要求1所述的施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述电机运行参数包括负载电流、转矩数据和外围速度信号。

3.根据权利要求1所述的施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述频率与速度响应模块是一个逻辑控制单元，包括一个输入信息接口、一个输出信息接口、一个计算模块和一个处理模块。

4.根据权利要求1或3所述的施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述输入信息接口包括一个内部速度量、一限制速度、一速度参考值、两个速度设定参考值、一实际负载转矩和一滤波时间。

5.根据权利要求1或3所述的施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述输出信息接口包括电机转速输出口和故障信号输出口。

6.根据权利要求1或3所述的施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述计算模块输出一个虚拟转速。

7.根据权利要求6所述的施工升降机负载实时检测方法，其特征是：所述计算模块的计算公式由下式表示：

表示虚拟转速，k为参考系数，依据实际工况的级别高低分别设定为0.7、0.95或者1，ω为负载转矩。

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