CN103043546B - 塔式起重机回转控制系统及方法 - Google Patents
塔式起重机回转控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103043546B CN103043546B CN201210576592.2A CN201210576592A CN103043546B CN 103043546 B CN103043546 B CN 103043546B CN 201210576592 A CN201210576592 A CN 201210576592A CN 103043546 B CN103043546 B CN 103043546B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acceleration
- accel
- frequency
- tower
- tower arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种塔式起重机回转控制系统，包括用于回转控制的变频器以及安装在塔臂上的传感器；所述变频器包括参数存储单元、运行状态获取单元以及输出补偿单元；所述传感器，用于实时检测该传感器所在位置的第一运行频率及第一加速度；所述运行状态获取单元，用于从传感器获取第一运行频率及第一加速度；所述参数存储单元，用于存储频率调整系数和加速度调整系数；所述输出补偿单元，用于使用频率调整系数和加速度调整系数调整输出到回转电机的第二频率及第二加速度。本发明还提供一种塔式起重机回转控制方法。本发明通过传感器采集塔臂运行数据，并据此调整回转控制的变频器的输出，从根源上摆脱了塔式起重机塔臂大惯量系统对回转控制影响。
Description
技术领域
本发明涉及塔式起重机控制领域，更具体地说，涉及一种塔式起重机回转控制系统及方法。
背景技术
在塔式起重机中，由于塔机回转控制的是一个大惯量系统，因此其回转控制一直是塔机电控系统控制方案的难点。传统的塔式起重机使用普通鼠笼异步电动机控制回转机构，其重要存在以下几个难以克服的问题：
(1)运行过程中塔身抖动问题
一旦塔身和塔臂端部的受力不均便会导致塔臂扭曲，机械应力传递到塔身处便会造成塔身发生横向抖动，长时间的横向抖动会使塔机产生巨大的机械疲劳，从而大大减少塔机的机械寿命、大大增加了安全隐患。
(2)塔臂运行延迟导致追勾难问题
塔臂高速回转加速或减速过程中吊绳的长度越长则吊钩的惯性越大，跟随塔臂运行的能力越差，这就导致司机控制吊钩越困难。传统的控制方式只能通过控制塔身侧的回转驱动电机在塔身侧出力，但驱动力克服塔臂惯性传递到塔端需要一定时间，因此司机就不容易控制吊钩，导致现场工作效率下降。
(3)塔臂停止运行后的回摆问题
每次运行结束后回转电机停机输出，塔身侧失去动力，但是塔臂端部由于大惯性会产生一个反向作用力，导致塔臂会向当次运行方向继续运行一小段时间，这就使得在实际生产过程中回转控制的定位变得非常困难，大大提高了对司机驾驶能力的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述塔式起重机回转控制中存在安全隐患、控制难度大的问题，提供一种塔式起重机回转控制系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种塔式起重机回转控制系统，包括用于回转控制的变频器及安装在塔臂上的传感器；所述变频器包括参数存储单元、运行状态获取单元以及输出补偿单元；所述传感器，用于实时检测该传感器所在位置的第一运行频率及第一加速度；所述运行状态获取单元，用于从所述传感器获取所述第一运行频率及第一加速度；所述参数存储单元，用于存储频率调整系数和加速度调整系数；所述输出补偿单元，用于根据塔臂的运行状态及第一运行频率及第一加速度，使用频率调整系数和加速度调整系数调整输出到回转电机的第二频率及第二加速度。
在本发明所述的塔式起重机回转控制系统中，所述输出补偿单元包括判断子单元、第一调整子单元、第二调整子单元，其中：所述判断子单元用于判断塔臂是否处于加速状态或减速状态；第一调整子单元用于在塔臂处于加速状态时使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之和，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之和；第二调整子单元用于在塔臂处于减速状态时使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之差，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之差。
在本发明所述的塔式起重机回转控制系统中，所述判断子单元通过比较所述第一加速度和第二加速度的值判断塔臂的运行状态：在第一加速度大于第二加速度时确认塔臂处于加速状态，在第一加速度小于第二加速度时确认塔臂处于减速状态。
在本发明所述的塔式起重机回转控制系统中，所述传感器为陀螺仪并通过数据总线连接到变频器。
在本发明所述的塔式起重机回转控制系统中，所述变频器安装在塔身侧，所述传感器安装在塔臂的端部。
本发明还提供一种塔式起重机回转控制方法，所述塔式起重机包括用于回转控制的变频器，该方法包括以下步骤：
(a)通过安装在塔臂上的传感器实时获取该传感器所在位置的第一运行频率及第一加速度；
(b)所述变频器从所述传感器获取所述第一运行频率及第一加速度；
(c)所述变频器根据塔臂的运行状态及第一运行频率及第一加速度，使用频率调整系数和加速度调整系数调整输出到回转电机的第二频率及第二加速度。
在本发明所述的塔式起重机回转控制方法中，所述步骤(c)包括：
(c1)判断塔臂的运行状态，并在塔臂处于加速状态执行步骤(c2)，在塔臂减速状态执行步骤(c3)，否则返回步骤(a)；
(c2)使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之和，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之和，并返回步骤(a)；
(c3)使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之差，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之差，并返回步骤(a)。
在本发明所述的塔式起重机回转控制方法中，所述步骤(c1)中通过比较所述第一加速度和第二加速度的值判断塔臂的运行状态：在第一加速度大于第二加速度时确认塔臂处于加速状态，在第一加速度小于第二加速度时确认塔臂处于减速状态。
在本发明所述的塔式起重机回转控制方法中，所述传感器为陀螺仪并通过数据总线连接到变频器。
在本发明所述的塔式起重机回转控制方法中，所述变频器安装在塔身侧，所述传感器安装在塔臂的端部。
本发明的塔式起重机回转控制系统及方法，通过传感器采集塔臂运行数据，并据此调整回转控制的变频器的输出，从根源上摆脱了塔式起重机塔臂大惯量系统对回转控制影响。本发明既可以解决塔机回转精确度低、操作控制难的问题，又能大大降低塔机本身的机械损伤从而延长塔机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明塔式起重机回转控制系统实施例的示意图。
图2是图1中变频器和传感器的安装位置示意图。
图3是图1中变频器和传感器的电器连接示意图。
图4是图1中输出补偿单元的实施例的示意图。
图5是本发明塔式起重机回转控制方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明借助塔式起重机的塔臂安装的传感器实现回转精确控制。
如图1-3所示，是本发明塔式起重机回转控制系统实施例的示意图。本实施例中的塔式起重机回转控制系统包括用于回转控制的变频器20及安装在塔臂上的传感器10。
上述传感器10安装在塔臂30上，其利用一个旋转物体的旋转轴所指向的方向在不受外力影响时就不会改变的原理能够测量其安装位置处塔臂360度范围内的角度变化。在本实施例中，传感器10可实时检测其所在位置的第一运行频率F1及第一加速度a1。
变频器20向回转电机输出控制频率以控制回转电机运转，其安装在塔身40侧，自身能够检测到输出的第二频率F2以及第二加速度a2，即塔身侧的运行频率和运行加速度。该变频器10具体包括参数存储单元22、运行状态获取单元23以及输出补偿单元21。上述参数存储单元22、运行状态获取单元23以及输出补偿单元21可集成到变频器10并结合软件实现。当然在实际应用中，上述参数存储单元22、运行状态获取单元23以及输出补偿单元21也可通过独立的硬件和软件实现，并输出相应的信号到变频器10。
特别地，上述塔式起重机回转控制系统中的传感器10可采用陀螺仪，并且该陀螺仪通过数据总线(485通信线)连接到变频器20，如图3所示。
运行状态获取单元23从传感器10处获得该传感器测得的第一运行频率F1及第一加速度a1。
由于塔臂是一个大惯量系统(塔臂越长惯性越大)，因此塔臂和塔身的运行频率和加速度存在如下表的对应关系：
| 加速时 | 恒速时 | 减速时 | |
| 运行频率 | F2>F1 | F2＝F1 | F2<F1 |
| 加速度 | a1>a2 | a1＝a2 | a1<a2 |
由上表可以看出，恒速运行时由于塔臂的惯性已经消除，此时塔臂和塔身的运行频率和加速度都相同，这时可以达到一个比较理想的运行效果，此时无需对变频器输出的第二频率F2及第二加速度a2进行调整。
输出补偿单元21在塔臂加速和减速过程中，根据运行状态获取单元23从传感器10获得的第一运行频率F1和第一加速度a1，实时调整变频器输出到回转电机的电流(用于调整第二加速度a2)和输出的第二频率F2，从而可在加速和减速过程中实现理想的运行效果。本实施例中，输出补偿单元21在塔臂加速和减速过程中使用频率调整系数FK和加速度调整系数aK调整输出到回转电机的第二频率及第二加速度。
频率调整系数FK和加速度调整系数aK为塔臂长度在频率和加速度侧的折算系数，由用户在变频器的制定功能码中输入并存储到参数存储单元22。上述折算系数FK和aK的值可根据具体的塔式起重机进行调整，通常塔臂越长，折算系数FK和aK的值越大。
如图4所示，在上述输出补偿单元21的一个实施例中，其包括判断子单元211、第一调整子单元212、第二调整子单元213。
判断子单元211用于判断塔臂的运行状态，即判断塔臂处于加速状态、匀速状态还是减速状态。特别地，该判断子单元211通过比较第一加速度a1和第二加速度a2的值判断塔臂的运行状态：在第一加速度a1大于第二加速度a2时确认塔臂处于加速状态，在第一加速度a1小于第二加速度a2时确认塔臂处于减速状态。此外，该判断子单元211也可通过其他方式判断塔臂的运行状态，例如比较第一运行频率F1和第二频率F2等。
第一调整子单元212用于在塔臂处于加速状态时调整变频器20的输出，使第二频率F2等于第一运行频率F1和频率调整系数FK之和(即F2＝F1+FK)，同时使第二加速度a2等于第一加速度a1与加速度调整系数aK之和(即a2＝a1+aK)。
第二调整子单元213用于在塔臂处于减速状态时调整变频器20的输出，使第二频率F2等于第一运行频率F1和频率调整系数FK之差(即F2＝F1-FK)，同时使第二加速度a2等于第一加速度a1与加速度调整系数aK之差(即a2＝a1-aK)。
特别地，为保证控制精度，由于变频器20安装在塔身侧，因此传感器10的安装位置距离塔身越远越好，例如可安装在塔臂的端部，如图2所示。
如图5所示是本发明塔式起重机回转控制方法实施例的流程示意图，其中塔式起重机包括用于回转控制的变频器。该方法包括以下步骤：
步骤S51：通过安装在塔臂上的传感器实时获取该传感器所在位置的第一运行频率F1和第一加速度a1。其中传感器可采用陀螺仪，并且该陀螺仪通过数据总线(例如485通信线)连接到变频器。
并且为保证控制精度，传感器的安装位置距离塔身越远越好，例如可安装在塔臂的端部。
步骤S52：变频器从传感器获得第一运行频率F1和第一加速度a1。
步骤S53：变频器根据塔臂的运行状态及第一运行频率F1及第一加速度a1，使用频率调整系数FK和加速度调整系数aK调整输出到回转电机的第二频率F2及第二加速度a2。上述频率调整系数FK和加速度调整系数aK为塔臂长度在频率和加速度侧的折算系数，由用户在变频器的制定功能码中输入。上述折算系数FK和aK的值可根据具体的塔式起重机进行调整，通常塔臂越长，折算系数FK和aK的值越大。
在具体实现中，该步骤可通过以下方式实现：判断塔臂的运行状态，并在塔臂处于加速状态时调整变频器的输出，使第二频率F2等于第一运行频率F1和频率调整系数FK之和，同时使第二加速度a2等于第一加速度a1与加速度调整系数aK之和，并返回步骤S51；在塔臂减速状态调整变频器的输出，使第二频率F2等于第一运行频率F1和频率调整系数FK之差，同时使第二加速度a2等于第一加速度a1与加速度调整系数ak之差，并返回步骤S51；在塔臂处于匀速状态，则不调整变频器的输出，而直接返回步骤S51。
在进行塔臂运行状态判断时，可通过比较第一加速度a1和第二加速度a2的值实现：在第一加速度a1大于第二加速度a2时确认塔臂处于加速状态；在第一加速度a1小于第二加速度a2时确认塔臂处于减速状态。当然，在实际应用中，也可通过其他方式判断塔臂的运行状态，例如比较第一运行频率F1和第二频率F2等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种塔式起重机回转控制系统，包括用于回转控制的变频器，其特征在于：所述控制系统还包括安装在塔臂上的传感器；所述变频器包括参数存储单元、运行状态获取单元以及输出补偿单元；所述传感器，用于实时检测该传感器所在位置的第一运行频率及第一加速度；所述运行状态获取单元，用于从所述传感器获取所述第一运行频率及第一加速度；所述参数存储单元，用于存储频率调整系数和加速度调整系数；所述输出补偿单元，用于根据塔臂的运行状态及第一运行频率及第一加速度，使用频率调整系数和加速度调整系数调整输出到回转电机的第二频率及第二加速度。
2.根据权利要求1所述的塔式起重机回转控制系统，其特征在于：所述输出补偿单元包括判断子单元、第一调整子单元、第二调整子单元，其中：所述判断子单元用于判断塔臂是否处于加速状态或减速状态；第一调整子单元用于在塔臂处于加速状态时使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之和，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之和；第二调整子单元用于在塔臂处于减速状态时使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之差，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之差。
3.根据权利要求2所述的塔式起重机回转控制系统，其特征在于：所述判断子单元通过比较所述第一加速度和第二加速度的值判断塔臂的运行状态：在第一加速度大于第二加速度时确认塔臂处于加速状态，在第一加速度小于第二加速度时确认塔臂处于减速状态。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的塔式起重机回转控制系统，其特征在于：所述传感器为陀螺仪并通过数据总线连接到变频器。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的塔式起重机回转控制系统，其特征在于：所述变频器安装在塔身侧，所述传感器安装在塔臂的端部。
6.一种塔式起重机回转控制方法，所述塔式起重机包括用于回转控制的变频器，其特征在于：包括以下步骤：
(a)通过安装在塔臂上的传感器实时获取该传感器所在位置的的第一运行频率及第一加速度；
(b)所述变频器从所述传感器获取所述第一运行频率及第一加速度；
(c)所述变频器根据塔臂的运行状态及第一运行频率及第一加速度，使用频率调整系数和加速度调整系数调整输出到回转电机的第二频率及第二加速度。
7.根据权利要求6所述的塔式起重机回转控制方法，其特征在于：所述步骤(c)包括：
(c1)判断塔臂的运行状态，并在塔臂处于加速状态执行步骤(c2)，在塔臂减速状态执行步骤(c3)，否则返回步骤(a)；
(c2)使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之和，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之和，并返回步骤(a)；
(c3)使第二频率等于第一运行频率和频率调整系数之差，同时使第二加速度等于第一加速度与加速度调整系数之差，并返回步骤(a)。
8.根据权利要求7所述的塔式起重机回转控制方法，其特征在于：所述步骤(c1)中通过比较所述第一加速度和第二加速度的值判断塔臂的运行状态：在第一加速度大于第二加速度时确认塔臂处于加速状态，在第一加速度小于第二加速度时确认塔臂处于减速状态。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的塔式起重机回转控制方法，其特征在于：所述传感器为陀螺仪并通过数据总线连接到变频器。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的塔式起重机回转控制方法，其特征在于：所述变频器安装在塔身侧，所述传感器安装在塔臂的端部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210576592.2A CN103043546B (zh) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 塔式起重机回转控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210576592.2A CN103043546B (zh) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 塔式起重机回转控制系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103043546A CN103043546A (zh) | 2013-04-17 |
| CN103043546B true CN103043546B (zh) | 2014-12-17 |
Family
ID=48056441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210576592.2A Active CN103043546B (zh) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 塔式起重机回转控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103043546B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103274297B (zh) * | 2013-06-04 | 2015-09-16 | 中联重科股份有限公司 | 一种塔机起升控制设备、方法、系统及塔机 |
| CN103693560B (zh) * | 2013-12-13 | 2015-10-14 | 中联重科股份有限公司 | 一种塔式起重机及其回转机构的控制方法、装置和系统 |
| CN103879913B (zh) * | 2014-03-06 | 2016-03-02 | 中联重科股份有限公司 | 对塔式起重机的回转机构进行控制的方法、设备和系统 |
| CN104085792B (zh) * | 2014-06-25 | 2016-06-08 | 苏州汇川技术有限公司 | 起重机变频器及其输出频率设定方法 |
| CN104098029B (zh) * | 2014-07-04 | 2016-08-17 | 哈尔滨东建机械制造有限公司 | 塔式起重机扭矩测试装置 |
| CN110844788B (zh) * | 2019-11-05 | 2022-03-08 | 湖南沃森电气科技有限公司 | 一种塔式起重机回转控制系统及其控制方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09194187A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-29 | Toshiba Corp | クレーン制御装置 |
| JP4946733B2 (ja) * | 2007-02-21 | 2012-06-06 | コベルコ建機株式会社 | 旋回制御装置及びこれを備えた作業機械 |
| JP4839390B2 (ja) * | 2009-04-17 | 2011-12-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 旋回式作業機械の旋回停止制御装置および方法 |
| CN101654208A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-24 | 长沙中联重工科技发展股份有限公司 | 塔机串接电抗器调速系统 |
| CN101659375A (zh) * | 2009-09-16 | 2010-03-03 | 山东建筑大学 | 消除塔式起重机载荷摆动plc变频调速控制系统 |
| CN102115012A (zh) * | 2009-12-31 | 2011-07-06 | 苏州默纳克控制技术有限公司 | 塔式起重机控制系统及塔式起重机 |
| DE102011001112A1 (de) * | 2011-03-04 | 2012-09-06 | Schneider Electric Automation Gmbh | Verfahren und Steuerungseinrichtung zur schwingungsarmen Bewegung eines bewegbaren Kranelementes eines Kransystems |
| CN102502405A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-06-20 | 徐州重型机械有限公司 | 臂架角度检测装置、检测方法及具有该检测装置的起重机 |
| CN102807159B (zh) * | 2012-08-13 | 2014-09-17 | 中联重科股份有限公司 | 塔机回转控制设备、系统和方法及塔机 |
-
2012
- 2012-12-26 CN CN201210576592.2A patent/CN103043546B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103043546A (zh) | 2013-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103043546B (zh) | 塔式起重机回转控制系统及方法 | |
| US7004724B2 (en) | Method and apparatus for wind turbine rotor load control based on shaft radial displacement | |
| EP3180513B1 (en) | Improvements relating to the determination of rotor imbalances in a wind turbine | |
| CN102454544B (zh) | 调整风力涡轮机功率参数的系统和方法 | |
| US10145361B2 (en) | Methods and systems to shut down a wind turbine | |
| US20150337802A1 (en) | System and method for pitch fault detection | |
| US10337495B2 (en) | System and method for reducing vortex-induced tower vibrations of a wind turbine | |
| US8872372B2 (en) | Method and systems for operating a wind turbine when recovering from a grid contingency event | |
| US9551321B2 (en) | System and method for controlling a wind turbine | |
| CN105909470B (zh) | 风力发电机组的自适应最大功率跟踪控制方法 | |
| CN103511181B (zh) | 叶片校正方法和系统 | |
| US20120025530A1 (en) | System and methods for controlling the amplitude modulation of noise generated by wind turbines | |
| CN104912733A (zh) | 风力发电机偏航控制方法、控制模块及基于该模块的控制装置 | |
| CN105240214A (zh) | 一种用于风电机组超速保护的安全回路 | |
| CN102418661A (zh) | 一种风力发电机偏航系统故障诊断方法 | |
| CN110630438B (zh) | 一种风力发电机组的偏航系统的控制方法及装置 | |
| CN201972847U (zh) | 一种风力发电系统转速监测系统 | |
| US20090246021A1 (en) | Pulsed torque control of wind turbine pitch systems | |
| CN102261947A (zh) | 风力发电机振动监测诊断装置及风力发电机测试装置 | |
| CN110318946B (zh) | 风力发电机组及调平装置、调平控制方法、装置和系统 | |
| US20230010892A1 (en) | Method for identifying an extreme load on a wind power installation | |
| CN205330888U (zh) | 一种风力发电最大风能检测跟踪系统 | |
| KR101379268B1 (ko) | 풍속 보상 운전이 가능한 풍력 발전 시스템 | |
| CN204758786U (zh) | 一种电机主轴的测试装置 | |
| CN103592460A (zh) | 电流型风速传感器信号转换装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160224 Address after: Wuzhong District Wuzhong Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu province 215000 Wang Xiang Shan Industrial Park Road on the north side of friends Patentee after: Suzhou Huichuan Technology Co.,Ltd. Patentee after: Shenzhen Inovance Technology Co., Ltd. Address before: Wuzhong District Wuzhong Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu province 215000 Wang Xiang Shan Industrial Park Road on the north side of friends Patentee before: Suzhou Huichuan Technology Co.,Ltd. Patentee before: Suzhou Monarch Control Technology Co., Ltd. Patentee before: Shenzhen Inovance Technology Co., Ltd. |