CN102992220B - 卷扬同步控制方法、装置、系统及多卷扬单吊钩式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及起重机械技术领域，公开了一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法、装置、系统及一种多卷扬单吊钩式起重机，用以提高卷扬同步控制的可靠性和安全性。所述卷扬同步控制方法包括：获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

Description

卷扬同步控制方法、装置、系统及多卷扬单吊钩式起重机

技术领域

本发明涉及起重机械技术领域，特别是涉及一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法、装置、系统及一种多卷扬单吊钩式起重机。

背景技术

多卷扬单吊钩式起重机通过多个卷扬控制单个吊钩的升降，通常为较大吨位的起重机。为了保证多个卷扬的钢丝绳在吊钩运动过程中自动同步（即协同运动，保持各自的速度符合实际需求），通常需要检测各个卷扬的工作速度。如图1所示，现有的卷扬同步控制系统中，每个卷扬12的卷筒分别设置有一个传感器13，用于检测卷筒的转速，控制装置（图中未示出）与各传感器13信号连接，根据各传感器13检测的转速信息控制相应卷扬12的卷筒转速，从而使吊钩15平衡升降。

现有技术存在的缺陷在于，操作人员无法及时得知传感器的故障状态，如果某个卷扬上的传感器出现故障，控制装置将无法获得该卷扬的准确工作速度，这样便会导致卷扬同步控制失效，致使多个卷扬之间出现同步差，使吊钩不能处于平衡状态，严重时还将导致安全事故，可靠性和安全性较差。

发明内容

本发明提供了一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法、装置、系统及一种多卷扬单吊钩式起重机，用以提高卷扬同步控制的可靠性和安全性。

本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法，包括：

获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；

针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；

针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；

当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制装置，包括：

获取设备，用于获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；

控制设备，用于针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；及

针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；及

当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制系统，包括：

多个卷扬，每个卷扬上设置有多个传感器，分别用于检测当前卷扬速度信号；

控制装置，与每一个传感器信号连接，用于针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；及针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；及当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

在本发明技术方案中，由于当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息，该传感器故障提示信息可及时提示操作人员对传感器进行检修或更换，从而避免卷扬之间出现同步差，卷扬同步控制的可靠性和安全性大大提高。

附图说明

图1为现有卷扬同步控制系统结构示意图；

图2为本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法一实施例的流程示意图；

图3为本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制装置一实施例的结构示意图；

图4为本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制系统一实施例的结构示意图。

附图标记：

10-获取设备  11-控制设备  12-卷扬  13-传感器  14-控制装置

15-吊钩

具体实施方式

为了提高卷扬同步控制的可靠性和安全性，本发明实施例提供了一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法、装置、系统及一种多卷扬单吊钩式起重机。在该技术方案中，针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和，当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息，以及时提示操作人员对传感器进行检修或更换，从而避免卷扬之间出现同步差，卷扬同步控制的可靠性和安全性大大提高。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。

如图2所示实施例，本发明多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法，包括：

步骤101、获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；

步骤102、针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；

步骤103、针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；

步骤104、判断多个卷扬的多个传感器中是否存在两个传感器所对应的记分总和不相等，如果是，执行步骤105，否则，返回步骤101；

步骤105、输出传感器故障提示信息。

在现有技术中，每个卷扬的卷筒分别设置有一个传感器，而在本发明实施例的技术方案中（参见图4所示的卷扬同步控制系统），每个卷扬12上设置有多个传感器13，分别用于检测所对应卷扬12的当前卷扬速度信号，这些传感器按照设定的序位并行设置，包括参与同步计算的工作传感器和用于冗余备份的备份传感器，例如，每个卷扬上设置3个传感器，1号传感器参与同步计算，2号传感器和3号传感器用于冗余备份，当1号传感器出现故障时，可控制下一序位的传感器参与同步计算。

所述卷扬速度信号的表现形式不限，例如，可以表现为卷筒的转速、卷筒的角速度等等。值得一提的是，多个卷扬协同运动并不意味着多个卷筒的转速一定相等，这里需要考虑两个卷扬之间的钢丝绳倍率系数，关于两个卷扬之间的钢丝绳倍率的计算属于现有技术，这里不再赘述。

在步骤102中，可以先确定纵比记分，也可以先确定横比记分。所述前一时间是指当前时间减去设定时间段后的时间，设定时间段可根据经验或者控制装置的运算处理能力具体设定。所述纵比记分所体现的是同一传感器当前时间相对前一时间检测结果的变化，所述横比记分所体现的是两个传感器在当前时间检测结果的差异。同一卷筒或者不同卷筒的任两个传感器均需要进行横比记分，纵比记分和横比记分的具体表现形式不限，例如可以为根据重要程度确定的权值。

在本发明技术方案中，如果各个传感器均正常工作，各个传感器所对应的记分总和应当相等，如果多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等则表明必有传感器出现了故障，这时控制装置输出传感器故障提示信息，该传感器故障提示信息可及时提示操作人员对传感器进行检修或更换，因此，本方案可避免卷扬之间出现同步差，卷扬同步控制的可靠性和安全性大大提高。

作为较优的实施例，所述卷扬同步控制方法，还包括：

确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；

当任一传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制该传感器停止检测。

当全部的传感器均正常工作时，各个传感器所对应的记分总和应当相等，此时，各个传感器所对应的记分总和均可视为最大值；但是，如果其中某个传感器出现故障，该传感器所对应的记分总和会小于记分总和最大值，此时表明该传感器出现了故障，控制装置及时控制该故障传感器停止检测，减少了不必要的运算，不但提高了运算速度，而且可防止该故障传感器参与同步计算，因此，卷扬同步控制的可靠性和安全性较高。

作为更优的实施例，所述卷扬同步控制方法，还包括：

确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；

针对每一个卷扬，当工作传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制所述工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

该实施例针对工作传感器出现故障的情况。当全部的传感器均正常工作时，各个传感器所对应的记分总和应当相等，此时，各个传感器所对应的记分总和均可视为最大值；如果参与同步计算的工作传感器出现了故障，该工作传感器所对应的记分总和会小于记分总和最大值，控制装置及时控制工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。该实施例的优势在于，当工作传感器出现故障时，可自动切换下一序位的备份传感器进入同步计算，保证了卷扬工作的连续性，在提高卷扬同步控制可靠性和安全性的基础上，进一步提高了起重机的工作效率。

在步骤102中，所述针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分，具体包括：

当An≠An_old时，Gn=q1

当An=An_old时，Gn=q3

其中，An为第n个传感器的当前卷扬速度信号的计数值，An_old为第n个传感器的前一时间卷扬速度信号的计数值，Gn为第n个传感器的纵比记分，q1为设定的第一权值，q3为设定的第三权值。

卷扬速度信号计数值与卷扬速度相对应，是对卷扬速度信号的量化。第一权值q1和第三权值q3具体可根据经验或者起重机械的工作状态实际确定，例如在卷扬工作状态，当An≠An_old时，表示传感器工作正常，q1=3，权值取一较大值；当An=An_old时，表示传感器故障，q3=0，权值取一较小值。

在步骤102中，所述针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分，具体包括：

当∣An-fAm ∣＜△k时，Hn=Hm=q2；

当∣An-fAm ∣≥△k时，Hn=Hm=q3；

其中，Am为第m个传感器的当前卷扬速度信号的计数值，且m≠n，f为两个卷扬的钢丝绳倍率系数，△k为设定的误差阈值，Hn为第n个传感器的横比记分，Hm为第m个传感器的横比记分，q2为设定的第二权值。

同理，第二权值q2可根据经验或者起重机械的工作状态实际确定，设定的误差阈值△k可根据经验或者相关实验具体确定。例如，在卷扬工作状态，两个卷扬之间应当协同运动，当∣An-fAm ∣＜△k时，表示两个传感器的检测结果对应，两个传感器工作正常，考虑其重要程度，q2可以取介于q1和q3之间的一个数值，例如，q2=1；反之，当∣An-fAm ∣≥△k时，表示传感器故障，q3=0，取一较小值。

需要说明的是，q1、q2和q3的取值并不局限于上述具体数值，也不局限于上述大小顺序，例如，如果认为两个传感器在当前时间检测结果的差异较为重要时，也可以将q2的数值设置为最大。

假设多卷扬单吊钩式起重机具有2个卷筒，第一个卷筒上设置4个传感器，分别为A1、A2、A3和A4，第二个卷筒上设置4个传感器，分别为B 1、B2、B3和B4，则传感器的记分规则如表一所示，对q1、q2和q3赋值后的记分规则如表二所示。其中，左上右下对角线所对应的单元格内记录纵比记分，左上右下对角线两侧的单元格内记录横比记分，Mi为记分总和。

表一传感器记分规则表

表二传感器记分规则表（赋值后）

在MA1~MA4及MB1~MB4中，如果出现两个数值不相等，则表示传感器出现故障，此时输出传感器故障提示信息；如果某一传感器的记分总和小于记分总和最大值，则表明该传感器出现故障，此时可进一步控制该传感器停止检测；如果工作传感器的记分总和小于记分总和最大值（例如，记分总和最大值应为10分，而工作传感器的记分总和为0分），则表明该工作传感器出现故障，此时可控制工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

如图3所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制装置，包括：

获取设备10，用于获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；

控制设备11，用于针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；及

针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；及

当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

优选的，所述控制设备11，还用于确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；及

当任一传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制该传感器停止检测。

优选的，所述控制设备11，还用于确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；及

针对每一个卷扬，当工作传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制所述工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

该实施例的卷扬同步控制装置，可及时提示操作人员对传感器进行检修或更换，以避免卷扬之间出现同步差，卷扬同步控制的可靠性和安全性较高。

如图4所示，本发明实施例的多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制系统，包括：

多个卷扬12，每个卷扬12上设置有多个传感器13，分别用于检测当前卷扬速度信号；

控制装置14，与每一个传感器13信号连接，用于针对每一个传感器13，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器13，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；及针对每一个传感器13，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；及当多个卷扬12的多个传感器13中存在两个传感器13所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

该实施例附图中，只示意出了2个卷扬12，每个卷扬12上设置4个传感器13，但本发明技术方案绝不局限于此，卷扬12的数量为两个或者两个以上均可，每个卷扬12上所设置的传感器13的数量至少应为两个，但各个卷扬12上的传感器13数量不一定相等，例如，第一个卷扬上设置2个传感器，第二个卷扬上可以设置3个传感器，当然，也可以设置2个传感器。传感器故障提示信息可及时提示操作人员对传感器进行检修或更换，因此，本方案可避免卷扬之间出现同步差，卷扬同步控制的可靠性和安全性大大提高。

优选的，所述控制装置14，还用于确定多个卷扬12的多个传感器13所对应的记分总和中的记分总和最大值；及当任一传感器13的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制该传感器13停止检测。

该实施例中，控制装置14减少了不必要的运算，不但提高了运算速度，而且可防止该故障传感器参与同步计算，因此，卷扬同步控制的可靠性和安全性较高。

优选的，针对每一个卷扬12，所述多个传感器13按照设定的序位并行设置，包括参与同步计算的工作传感器和用于冗余备份的备份传感器；

所述控制装置14，还用于确定多个卷扬12的多个传感器13所对应的记分总和中的记分总和最大值；及针对每一个卷扬12，当工作传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制所述工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

当工作传感器出现故障时，可自动切换下一序位的备份传感器进入同步计算，保证了卷扬工作的连续性，在提高卷扬同步控制可靠性和安全性的基础上，进一步提高了起重机的工作效率。

本发明多卷扬单吊钩式起重机，包括前述任一实施例所述的卷扬同步控制系统，卷扬同步控制的可靠性和安全性较高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制方法，其特征在于，包括：

获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；

针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；

针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；

当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

2.如权利要求1所述的卷扬同步控制方法，其特征在于，还包括：

确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；

当任一传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制该传感器停止检测。

3.如权利要求1所述的卷扬同步控制方法，其特征在于，还包括：

确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；

针对每一个卷扬，当工作传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制所述工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

4.如权利要求1所述的卷扬同步控制方法，其特征在于，所述针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分，具体包括：

当An≠An_old时，Gn=q1

当An=An_old时，Gn=q3

其中，An为第n个传感器的当前卷扬速度信号的计数值，An_old为第n个传感器的前一时间卷扬速度信号的计数值，Gn为第n个传感器的纵比记分，q1为设定的第一权值，q3为设定的第三权值。

5.如权利要求4所述的卷扬同步控制方法，其特征在于，所述针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分，具体包括：

当∣An-fAm ∣＜△k时，Hn=Hm=q2；

当∣An-fAm ∣≥△k时，Hn=Hm=q3；

其中，Am为第m个传感器的当前卷扬速度信号的计数值，且m≠n，f为两个卷扬的钢丝绳倍率系数，△k为设定的误差阈值，Hn为第n个传感器的横比记分，Hm为第m个传感器的横比记分，q2为设定的第二权值。

6.一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制装置，其特征在于，包括：

获取设备，用于获取每一个卷扬上的多个传感器所分别检测的当前卷扬速度信号；

控制设备，用于针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；及

针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；及

当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

7.如权利要求6所述的卷扬同步控制装置，其特征在于，

所述控制设备，还用于确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；及

当任一传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制该传感器停止检测。

8.如权利要求6所述的卷扬同步控制装置，其特征在于，

所述控制设备，还用于确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；及

针对每一个卷扬，当工作传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制所述工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

9.一种多卷扬单吊钩式起重机的卷扬同步控制系统，其特征在于，包括：

多个卷扬，每个卷扬上设置有多个传感器，分别用于检测当前卷扬速度信号；

控制装置，与每一个传感器信号连接，用于针对每一个传感器，根据当前卷扬速度信号和前一时间卷扬速度信号确定纵比记分；及针对每两个传感器，根据各自的当前卷扬速度信号确定横比记分；及针对每一个传感器，计算所对应的纵比记分和各个横比记分之和，得到记分总和；及当多个卷扬的多个传感器中存在两个传感器所对应的记分总和不相等时，输出传感器故障提示信息。

10.如权利要求9所述的卷扬同步控制系统，其特征在于，所述控制装置，还用于确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；及当任一传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制该传感器停止检测。

11.如权利要求9所述的卷扬同步控制系统，其特征在于，

针对每一个卷扬，所述多个传感器按照设定的序位并行设置，包括参与同步计算的工作传感器和用于冗余备份的备份传感器；

所述控制装置，还用于确定多个卷扬的多个传感器所对应的记分总和中的记分总和最大值；及针对每一个卷扬，当工作传感器的记分总和小于所述记分总和最大值时，控制所述工作传感器停止检测并控制下一序位的备份传感器进入同步计算。

12.一种多卷扬单吊钩式起重机，其特征在于，包括如权利要求9~11中任一项所述的卷扬同步控制系统。