CN101780907A - 提升机构行程控制装置、提升机和相应的控制方法 - Google Patents

Abstract

提升机构行程控制装置具有：设置在启动位置的第一检测开关(6)，发出第一位置信号；设置在停车位置的第二检测开关(7)，发出第二位置信号；编码器(12)，根据驱动装置的旋转圈数发出计数信号；计时器，对运行时间计时并发出计时信号；控制器(13)，接收上述信号，其中，控制器在接收到第一位置信号时控制计时器计时、控制编码器计数，并控制驱动装置高速运行。控制器将计时信号与预设的计时阈值和将计数信号与预设的计数阈值实时比较，当其中任一个信号值超过预设阈值时，控制驱动装置减速；在未接收到第一位置信号时控制驱动装置低速运行；并且在接收到第二位置信号时控制驱动装置停车。本发明还涉及一种提升机和控制上述控制装置的方法。

Description

提升机构行程控制装置、提升机和相应的控制方法

技术领域

本发明涉及一种提升机构行程控制装置以及一种具有该控制装置的提升机。同时本发明还涉及一种用于控制这种行程控制装置的方法。

背景技术

工程机械行业中，许多地方都要使用到提升装置将重物提升至高处。特别是在沥青混凝土、水泥混凝土生产等行业中，必须将生产原材料提升到一定高度，才能通过后续工序完成整个生产过程。

目前，从工程机械行业所使用的提升机构看，提升机构主要有连续式和间歇式等方式。连续式提升机构一般是通过提升机构的循环动作将物料提升至高处。常见的这一类提升机构主要有斜皮带、斗链式提升机等。这种提升机构一直处于同一种运动状态，是一种被动式的运输提升机构。它不需要改变机构的运行方式和状态，物料将随着提升机构的不停运转而自动被提升至高处。间歇式提升机构主要是通过提升机构的往复运动将物料提升至高处，如运料小车等。这一类提升装置是一种主动的提升机构，它能一次将物料提升至高处，但是完成一个动作之后必须返回到起点重新动作来完成下一次提升。由于这一类提升机构不能循环运行，所以必须对其启动、停止动作以及运行行程进行准确控制以实现提升机构的正常工作。

为了准确、快速完成间歇式提升机构的工作，必须设置提升小车的准确启动位置和停止位置。通过对目前所使用的提升机构的分析，大多使用了行程开关对提升小车进行定位，即当提升小车到达行程开关位置之后直接减速停车，让小车自动停止。这种控制方式具有结构简单、价格低廉等优点，但是存在许多问题，如提升小车启停过程惯量大，冲击大，对制动装置磨损严重，提升小车行程控制不准确等。

在现有的技术方案中，使用了行程开关对提升小车进行定位。在这种控制方式下，要对小车进行准确定位，必须将检测开关安装在正确的位置上并发出准确的检测信号，这对安装提出了较高的要求。另外，当提升小车的载重量不同时其惯性和提升阻力也是不同的，小车减速停车的制动距离将有所差别。这将会导致提升小车在不同的载重量时不能在同一位置停车。

另一种控制方式是使用编码器对卷扬电机的转动行程(角度)计数，当旋转编码达到设定值之后，小车自动减速直至停车。这种行程控制方式将受到卷扬机驱动轮直径的影响，当提升钢缆在卷扬机驱动轮上重复缠绕之后缠绕半径发生变化，小车的行程计算将出现误差；另外如果旋转编码器信号受到外界干扰，容易出现编码计数丢失、错误，这将直接导致提升小车行程计算错误；如果旋转编码器出现故障，编码计数将直接丢失，控制系统无法计算提升小车的准确行程，这会危及到提升小车的安全。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种改进了的提升机行程控制装置。通过使用根据本发明的控制装置，克服了现有技术的缺陷，在原来机械设计不发生大的变化前提条件下，有效提高了运行速度，同时实现了准确定位。同时本发明的另一个目的在于提出一种具有提升机行程控制装置的提升机，以及一种用于控制提升机行程控制装置的方法。

本发明的第一个目的由此实现，即提升机构行程控制装置具有：设置在启动位置的第一检测开关，用于发出第一位置信号；设置在停车位置的第二检测开关，用于发出第二位置信号；编码器，用于根据驱动装置的旋转圈数发出计数信号；计时器，用于对运行时间进行计时并发出计时信号；以及控制器，用于接收第一位置信号、第二位置信号、计时信号以及计数信号。控制器在接收到第一位置信号的同时控制计时器进行计时以及控制编码器进行计数，并控制驱动装置高速运行，并且控制器将接收到的计时信号与预设的计时阈值以及将接收到的计数信号与预设的计数阈值进行实时比较，当其中任一个信号值超过预设的阈值时，控制器控制驱动装置减速运行；控制器在未接收到来自第一检测开关的第一位置信号时控制所述驱动装置低速运行。最后，控制器在接收到第二位置信号时控制驱动装置停车。通过使用根据本发明的控制装置，即使用计时器和编码器双重控制的方案，提升装置能够在到达设定位置时提前减速并在停车位置准确停车。这种装置不仅提高了停车位置的准确性，也能有效防止由于提装置车高速运行越过停车位置，提高了提升机的安全保护功能。

根据本发明的一个优选的设计方案，驱动装置由变频器控制，从而以不同的速度运行，也就是说，驱动装置能够在变频器的控制下以设定的不同的速度运行，从而实现以不同速度运行的目的。

在本发明的另一优选设计方案中，计时器是设置在控制器中的计时模块，这在很大程度上降低了设备的安装难度，以及对设备进行布线的要求。当然，计时器也可以是与控制器连接的单独的外部计时器。

本发明的另一个目的通过一种具有上述提升机行程控制装置的提升机实现。同时使用这种类型的提升机，提高了提升机的运行速度，并且实现了对提升小车的精确定位，并且克服了提升小车启停过程惯量大，冲击大，对制动装置磨损严重，提升小车行程控制不准确等缺陷。

本发明的另一目的通过一种控制提升机行程控制装置的方法实现。该方法具有以下步骤：

-步骤S400：对控制器进行初始化；

-步骤S401：控制器判断是否接收到来自第一位置传感器的第一位置信号，如果是，则执行步骤S402-S404，如果否，则执行步骤S405；

-步骤S402：控制器(13)向驱动装置发出高速启动命令；

-步骤S403：在接收到第一位置信号的同时，启动计时器进行计时，同时启动编码器(12)以检测驱动装置的旋转圈数，并向控制器发出计时信号和计数信号；

-步骤S404：通过控制器将计时信号与预设的计时阈值以及将计数信号与预设的计数阈值进行实时比较，如果任一个信号值超出预设的阈值，则控制驱动装置减速运行；

-步骤S405：控制器向驱动装置发出低速启动命令；

-步骤S406：当所述控制器接收到由第二位置检测开关发出的第二位置信号时，向驱动装置发出停车信号。

通过使用根据本发明的方法，有效地提高了提升机的运行速度，并且实现了对提升小车的精确定位，并且克服了提升小车启停过程惯量大，冲击大，对制动装置磨损严重，提升小车行程控制不准确等缺陷。同时，这种并行的控制方法能有效地解决了提升机运行速度和准确停车的矛盾，实现准确停车，亦能实现提升机高速运行的目的。

附图说明

图1是根据本发明的提升机行程控制装置的示意图。

图2是根据本发明的提升机的示意图。

图3是根据本发明的提升机的驱动装置的示意图。

图4是根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的提升机行程控制装置具有：第一检测开关6、第二检测开关7、计时器16、编码器12以及控制器13，其中，控制器13接收来自第一检测开关6的第一位置信号、来自第二检测开关7的第二位置信号、来自计时器16的计时信号以及来自编码器13的计数信号。同时，控制器13又与变频器14连接。其中，变频器14驱动在本发明中作为驱动装置使用的卷扬电机9工作，这样卷扬电机9能够在变频器14的控制下以设定的不同的速度运行，从而实现以不同速度运行的目的。

在图2中示意性地示出了根据本发明的提升机的示意图。参见图1，本发明的提升机主要由卷扬电机1，提升钢缆2，滑轮组3，提升小车4，轨道总成5，安装在启动位置的第一检测开关6，安装在提成位置的第二检测开关7等组成。提升钢缆2一端固定缠绕在卷扬机驱动轮11上，另一端绕过滑轮组3后固定在提升小车4上。提升小车4安装在轨道总成5上，可以沿轨道上下运行。启动时，当提升小车4从第一检测开关6位置开始运行时，控制器13(未示出)接收到来自第一检测开关6的第一位置信号，并控制提升小车4以高速启动。

同时，控制器13将接收到的计时信号与预设的计时阈值以及将接收到的计数信号与预设的计数阈值进行实时比较，当其中任一个信号值超过预设的阈值时，控制器13控制提升小车4减速运行。因此在到达停车检测位7之前，提升小车4已经处于低速运行状态，这样可以确保小车停车平稳和准确。提升小车4下降过程与上述提升过程方法相同，行程相反。如果启动时，控制器13未检测到第一检测开关6的第一位置信号，即判定提升小车4从中间位置启动，为了保证小车运行安全和停车平稳准确，提升小车4将以低速运行至停车位置。

参见图3，本发明的驱动装置包括卷扬电机9，减速机10，驱动轮11，编码器12，制动器15。卷扬电机9驱动通过减速机10减速增扭之后直接连接驱动轮11，由于驱动轮11的转动可以直接通过提升钢缆将小车提升；另一方面，由于要将提升小车4进行停车定位，所以在卷扬电机9的尾部安装了制动器15，用于固定卷扬电机9的转动进而达到实现小车停车的目的；为了精确测量驱动轮行程，在驱动轮一端安装有编码器12，其可以将驱动轮的转动圈数转换成相应的电信号供控制器13使用。

图4中示出了根据本发明的控制方法，其具有以下步骤：步骤S400：对控制器13进行初始化；步骤S401：控制器13判断是否接收到来自第一位置传感器6的第一位置信号，如果是，则执行步骤S402-S404，如果否，则执行步骤S405；步骤S402：控制器13向驱动装置发出高速启动命令；步骤S403：在接收到第一位置信号的同时，启动计时器进行计时，同时启动编码器12以检测驱动装置的旋转圈数，并向控制器13发出计时信号和计数信号；步骤S404：通过控制器13将计时信号与预设的计时阈值以及将计数信号与预设的计数阈值进行实时比较，如果任一个信号值超出预设的阈值，则控制驱动装置减速运行；步骤S405：控制器13向驱动装置发出低速启动命令；步骤S406：当控制器13接收到由第二位置检测开关7发出的第二位置信号时，向驱动装置发出停车信号。

由上可见，通过使用这种编码器和计时器相结合的行程控制方法，即使在某一个信号(计时或者计数)出现干扰之后仍然能够保证提升小车提前减速，既保证了提升小车的运行效率，又使运行的安全性和停车的准确性得到了保障。

Claims (6)

1.一种提升机构行程控制装置，其特征在于，所述提升机构行程控制装置具有：

-设置在启动位置的第一检测开关(6)，用于发出第一位置信号；

-设置在停车位置的第二检测开关(7)，用于发出第二位置信号；

-编码器(12)，用于根据驱动装置的旋转圈数发出计数信号；

-计时器，用于对运行时间进行计时并发出计时信号；以及

-控制器(13)，用于接收所述第一位置信号、所述第二位置信号、所述计时信号以及所述计数信号，

其中，所述控制器(13)在接收到所述第一位置信号的同时控制所述计时器进行计时以及控制所述编码器进行计数，并控制所述驱动装置高速运行，并且所述控制器(13)将接收到的所述计时信号与预设的计时阈值以及将接收到的所述计数信号与预设的计数阈值进行实时比较，当其中任一个信号值超过预设的阈值时，所述控制器(13)控制所述驱动装置减速运行；所述控制器(13)在未接收到来自所述第一检测开关(6)的第一位置信号时控制所述驱动装置低速运行；

并且所述控制器(13)在接收到第二位置信号时控制所述驱动装置停车。

2.根据权利要求1所述的提升机构行程控制装置，其特征在于，所述驱动装置由变频器(1 4)控制，从而以不同的速度运行。

3.根据权利要求1所述的提升机构行程控制装置，其特征在于，所述计时器是设置在所述控制器(13)中的计时模块。

4.根据权利要求1所述的提升机构行程控制装置，其特征在于，所述计时器是与所述控制器(13)连接的单独的外部计时器。

5.一种具有根据权利要求1至4中任一项所述的提升机行程控制装置的提升机。

6.一种用于控制根据权利要求1至4中任一项所述的提升机行程控制装置的方法，其特征在于以下步骤：

-步骤S400：对所述控制器(13)进行初始化；

-步骤S401：所述控制器(13)判断是否接收到来自所述第一位置传感器(6)的第一位置信号，如果是，则执行步骤S402-S404，如果否，则执行步骤S405；

-步骤S402：所述控制器(1 3)向所述驱动装置发出高速启动命令；

-步骤S403：在接收到所述第一位置信号的同时，启动所述计时器进行计时，同时启动所述编码器(12)以检测所述驱动装置的旋转圈数，并向所述控制器(1 3)发出计时信号和计数信号；

-步骤S404：通过所述控制器(13)将所述计时信号与预设的计时阈值以及将所述计数信号与预设的计数阈值进行实时比较，如果所述任一个信号值超出预设的阈值，则控制所述驱动装置减速运行；

-步骤S405：所述控制器(13)向所述驱动装置发出低速启动命令；

-步骤S406：当所述控制器(13)接收到由第二位置检测开关(7)发出的第二位置信号时，向所述驱动装置发出停车信号。

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