CN101857175B - 集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，包括用于将吊运机的电磁比例阀开度百分比、发动机当前当前转速下负载百分比和发动机转速的实际操作变量与已给定的定量参数进行比较分析，以控制电磁比例阀开度和发动机转速的极载载荷控制模块。本发明在控制器中增设集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，即可取代现有设备上对变量泵摆角进行控制的硬件设备，具有很极强的适用性和可观的经济性，控制系统作业简单、准确可靠，避免了人为操作而出现的工作隐患，能在很大程度上解决由于过载导致的发动机熄火问题所造成的工作终止，从而大大提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械控制领域，具体涉及一种集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统。
背景技术
集装箱正面吊运机主要应用于集装箱港口、码头、铁路和公路中转站、堆场等集装箱的装卸、转运及堆垛作业，其主流的电气控制系统是以微控制器为核心，通过CAN总线将发动机、变速箱、操作手柄、传感器等联系起来，主要通过手柄来控制吊具、大臂对应的液压油缸电磁比例阀的开闭及开度大小来完成相应的动作完成集装箱的吊起，堆放动作。通过微控制器的运算及工况查询，可实时显示载荷状态、作业幅度等，并实现智能载荷预警、防倾覆报警、安全保护、设备状态监测、故障预诊断等功能。
但是目前常用的电气控制系统并没有包含极限载荷保护模块，一旦发生过载，发动机不能及时调整输出功率与之相匹配，很容易导致发动机熄火。目前使用的传统极限载荷控制技术，是一种根据负载变化自动调节变量泵排量的智能电子控制系统，它主要实现根据负载的变化自动调节变量泵的排量，达到实现变量泵的输出功率与负载相匹配。为实现这一目的，就要求在变量泵上增加相应的硬件系统控制变 量泵的摆角，不仅增加了机械制造的难度，也给人为的控制带来不便。
而在没有实现发动机极限载荷的正面吊上，通常为了防止发动机熄火驾驶员通过踩油门的方式来提高发动机的输出功率，这样方法不仅不准确而且造成发动机输出功率的浪费。
发明内容
本发明针对以上现有技术的不足，提供了一种作业简单、准确可靠的集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，所述控制系统设于控制器中，包括：
用于将吊运机的电磁比例阀开度百分比、发动机当前转速下负载百分比和发动机转速的实际操作变量与已给定的定量参数进行比较分析，以控制电磁比例阀开度和发动机转速的极载载荷控制模块，所述极载载荷控制模块分别与电磁比例阀开度控制模块和发动机转速控制模块相连接；
所述极载载荷控制模块包括：参数输入模块、电磁比例阀开度百分比判断模块、发动机当前转速下负载百分比判断模块和发动机转速判断模块；
其中参数输入模块的输出端与电磁比例阀开度百分比判断模块的输入端相连接；
电磁比例阀开度百分比判断模块其中的一个输出端与发动机当 前转速下负载百分比判断模块的输入端相连接；
电磁比例阀开度百分比判断模块其中的一个输出端与电磁比例阀开度控制模块的一个输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与发动机转速判断模块的输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与电磁比例阀开度控制模块的一个输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与发动机转速控制模块的一个输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与参数输入模块的一个输入端相连接；
发动机转速判断模块的其中一个输出端与电磁比例阀开度控制模块的一个输入端相连接；
发动机转速判断模块的其中一个输出端与发动机转速控制模块的一个输入端相连接；
电磁比例阀开度控制模块的输出端与参数输入模块的一个输入端相连接；
发动机转速控制模块的输出端与参数输入模块的一个输入端相连接。
本发明的有益效果为：在控制器中增设集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，即可取代现有设备上对变量泵摆角进行控制的硬件设备，具有很极强的适用性和可观的经济性，控制系统作业简单、准确可靠，避免了人为操作而出现的工作隐患，能在很大程度上解决由于过载导致的发动机熄火问题所造成的工作终止，从而大大提高工作效率。
附图说明
图1为本发明控制系统的外部结构图；
图2为本发明的模块流程图；
图3为本发明的控制方法流程图。
图中：1为极载载荷控制模块；2为电磁比例阀开度控制模块；3为发动机转速控制模块；4为参数输入模块；5为电磁比例阀开度百分比判断模块；6为发动机当前当前转速下负载百分比判断模块；7为发动机转速判断模块；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明涉及一种集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，如图1所示，控制系统设于控制器中，包括用于将吊运机的电磁比例阀开度百分比、发动机当前当前转速下负载百分比和发动机转速的实际操作变量与已给定的定量参数进行比较分析，以控制电磁比例阀开度和发动机转速的极载载荷控制模块1，其分别与电磁比例阀开度控制模块2和发动机转速控制模块3相连接。
如图2所示，极载载荷控制模块1具体包括：参数输入模块4、电磁比例阀开度百分比判断模块5、发动机当前当前转速下负载百分比判断模块6和发动机转速判断模块7；
其中参数输入模块4的输出端与电磁比例阀开度百分比判断模块5的输入端相连接；
电磁比例阀开度百分比判断模块5其中的两个输出端分别与发动机当前当前转速下负载百分比判断模块6的一输入端和电磁比例阀开度控制模块2的一个输入端相连接；
发动机当前当前转速下负载百分比判断模块6的四个输出端分别与发动机转速判断模块7的输入端、电磁比例阀开度控制模块2的一个输入端、发动机转速控制模块3的一个输入端和参数输入模块4的一个输入端相连接；
发动机转速判断模块7的其中两个输出端分别与电磁比例阀开度控制模块2的一个输入端和发动机转速控制模块3的一个输入端相 连接；
电磁比例阀开度控制模块2的输出端和发动机转速控制模块3的输出端分别与参数输入模块4的两个输入端相连接；
本发明的另一方案是提供一种集装箱正面吊运机极限载荷的控制方法，包括如下步骤：
步骤100：将当前当前转速下负载百分比最大限定值、当前当前转速下负载百分比最佳值的限定值和发动机最大输出功率对应的转速三个定量参数保存于控制器的存储区内；
步骤101：向参数输入模块4输入实际电磁比例阀开度的百分比、发动机实际转速、发动机当前当前转速下负载百分比三个变量参数；
步骤102：根据步骤101采集的数据，判断给定的电磁比例阀的开度的百分比是否大于实际电磁比例阀的开度百分比；如果是，进入步骤103；如果否，进入步骤108；
步骤103：根据步骤101采集的数据，判断发动机当前转速下的负载百分比是否小于当前当前转速下负载百分比最大限定值；如果是，进入步骤104；如果否，进入步骤105；
步骤104：增大给定电磁比例阀的开度百分比，返回步骤101；
步骤105：根据步骤101采集的数据，判断发动机实际转速是否大于等于发动机最大输出功率对应的转速；如果是进入步骤106；如果否，进入步骤107；
步骤106：减小给定电磁比例阀的开度百分比，返回步骤101；
步骤107：输出提高发动机转速的指令，返回步骤101；
步骤108：根据步骤101采集的数据，判断给定的电磁比例阀的开度百分比是否小于实际电磁比例阀的开度百分比；如果是，进入步骤106；如果否，进入步骤109；
步骤109：根据步骤101采集的数据，判断发动机当前转速下的负载百分比是否小于当前当前转速下负载百分比最佳值的限定值；如果是，进入步骤110；如果否，进入步骤111；
步骤110：输出降低发动机转速的指令，返回步骤101；
步骤111：根据步骤101采集发的数据，判断发动机当前当前转速下负载百分比是否大于当前当前转速下负载百分比最大限定值；如果是，进入步骤105；如果否，返回步骤101。
其中，获得当前当前转速下负载百分比最大限定值、当前当前转速下负载百分比最佳值的限定值和发动机最大输出功率对应的转速三个定量参数的方法为：首先，测试发动机的特性，找到发动机输出最大功率对应的转速位置，这就是发动机最大输出功率对应的转速；其次，当前当前转速下负载百分比最大限定值是根据经验设定的，要保证发动机负载到达该值时不熄火；最后，测试得到发动机空载怠速时的负载百分比，当前当前转速下负载百分比最佳值的限定值也是根据经验设定的，应该比当前当前转速下负载百分比最大限定值要小，而大于发动机空载怠速时的负载百分比。
而获得实际电磁比例阀开度的百分比、发动机实际转速、发动机当前当前转速下负载百分比三个变量参数方法为：实际电磁比例阀开度的百分比是通过采集电磁比例阀的电流反馈采样值转换而来的；发 动机实际转速、发动机当前当前转速下负载百分比都是基于J1939协议通过采集CAN总线的数据获得的。
本发明在控制器中增设集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，即可取代现有设备上对变量泵摆角进行控制的硬件设备，具有很极强的适用性和可观的经济性，控制系统作业简单、准确可靠，避免了人为操作而出现的工作隐患，能在很大程度上解决由于过载导致的发动机熄火问题所造成的工作终止，从而大大提高工作效率。
Claims (1)
1.集装箱正面吊运机极限载荷的控制系统，其特征在于所述控制系统设于控制器中，包括：
用于将吊运机的电磁比例阀开度百分比、发动机当前转速下负载百分比和发动机转速的实际操作变量与已给定的定量参数进行比较分析，以控制电磁比例阀开度和发动机转速的极载载荷控制模块，所述极载载荷控制模块分别与电磁比例阀开度控制模块和发动机转速控制模块相连接；
所述极载载荷控制模块包括：参数输入模块、电磁比例阀开度百分比判断模块、发动机当前转速下负载百分比判断模块和发动机转速判断模块；
其中参数输入模块的输出端与电磁比例阀开度百分比判断模块的输入端相连接；
电磁比例阀开度百分比判断模块其中的一个输出端与发动机当前转速下负载百分比判断模块的输入端相连接；
电磁比例阀开度百分比判断模块其中的一个输出端与电磁比例阀开度控制模块的一个输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与发动机转速判断模块的输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与电磁比例阀开度控制模块的一个输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与发动机转速控制模块的一个输入端相连接；
发动机当前转速下负载百分比判断模块的其中一个输出端与参数输入模块的一个输入端相连接；
发动机转速判断模块的其中一个输出端与电磁比例阀开度控制模块的一个输入端相连接；
发动机转速判断模块的其中一个输出端与发动机转速控制模块的一个输入端相连接；
电磁比例阀开度控制模块的输出端与参数输入模块的一个输入端相连接；
发动机转速控制模块的输出端与参数输入模块的一个输入端相连接。
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