CN103303833B - 多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法和控制装置。卷扬同步控制方法包括：分别获取多个卷扬的卷筒的转速；利用转速根据多个卷扬的钢丝绳倍率计算多个卷扬的提升速度；根据提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证多个卷扬的提升速度一致。本发明的技术方案利用卷扬卷筒速度，与该卷扬对应的钢丝绳倍率进行计算得到该卷扬的提升速度，将该提升速度作为反馈值，实时向各卷扬发送速度调整信号，以保证各卷扬的提升速度一致，从而使各卷扬共同提升的吊钩平衡。当某个卷扬倍率与其它不一致时，可保证起升吊钩平衡。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法和控制装置。
背景技术
多卷扬单吊钩式起升设备通过多个卷扬控制单个吊钩的升降，通常为较大吨位的起升设备。图1是现有多卷扬单吊钩式起升设备的示意图，在起吊较大重量的载荷时，采用多个卷扬通过各自的钢丝绳12分别绕过滑轮组13，同时提升一个起重吊钩11。
多卷扬单吊钩的结构，适用于较大起吊重量，提高了吊钩的起升效果。在以上多卷扬单吊钩结构中需要保证多个卷扬的钢丝绳在吊钩运动过程中协同动作。现有的卷扬同步控制系统中，为了保起重吊钩11的平衡，每个卷扬对应的滑轮组的倍率是一致的，每个卷扬的卷筒分别设置转速传感器，用于检测卷筒的转速。控制器与各传感器分别连接，根据实时测量的转速信号进行控制，通过保证各卷筒的转速一致确保吊钩的平衡升降。
图2A和图2B分别是现有多卷扬单吊钩式起升设备两种多卷扬单吊钩系统的工作原理示意图，由于起升设备的各卷扬的钢丝绳倍率相等，用于同步吊钩起升的钢丝绳倍率只能是卷扬的整数倍，图2A中示出了吊钩钢丝绳倍率为4*n的情况（n=1,2,……k），图3中示出了吊钩钢丝绳倍率为2*n的情况（n=1,2,……k）；以上n为同步卷扬个数，k为每个卷扬的钢丝绳穿绳倍率。每个卷扬卷筒22分别设置有一个传感器21，用于检测卷筒22的转速，通过绕过滑轮组13的钢丝绳12，提升吊钩11。
现有技术中多个卷扬的钢丝绳倍率必须设置为一致，以确保吊钩的升降平衡。因此，无法根据卷扬系统各自的工况灵活进行设置，例如当某个卷扬系统中的个别滑轮损坏，必须更改所有卷扬系统的穿绳方式，或者修复该滑轮后才能恢复多卷扬的工作方式，降低了工作效率。另外，现有技术不能使用任意倍率，例如，单根绳承载10T，当起吊25T只能用4倍率而不能用3倍率，可能需要多一个卷扬运转，造成能量浪费。
针对现有技术中卷扬系统必须保证钢丝绳倍率一致造成工作效率低的问题，现有技术中尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明旨在提供一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法和控制装置，以解决现有技术中卷扬系统必须保证钢丝绳倍率一致造成工作效率低问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法，包括：分别获取多个卷扬的卷筒的转速；利用转速根据多个卷扬的钢丝绳倍率计算多个卷扬的提升速度；根据提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证多个卷扬的提升速度一致。
进一步地，在分别获取多个卷扬的卷筒的转速之前还包括：分别获取多个卷扬的钢丝绳倍率。
进一步地，分别获取多个卷扬的钢丝绳倍率包括：分别检测多个卷扬的钢丝绳穿过滑轮组的穿绳方式；根据穿绳方式计算钢丝绳倍率。
进一步地，分别获取多个卷扬的钢丝绳倍率包括：接收用户设置的多个卷扬的钢丝绳倍率参数。
进一步地，根据提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证多个卷扬的提升速度一致包括：比较提升速度与预设速度的大小；在提升速度大于预设速度的情况下，向对应卷扬发送降低转速的控制信号；在提升速度小于预设速度的情况下，向对应卷扬发送提高转速的控制信号。
根据本发明的第二个方面，提供了一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置，包括：转速获取模块，用于分别获取多个卷扬的卷筒的转速；计算模块，用于利用转速根据多个卷扬的钢丝绳倍率计算多个卷扬的提升速度；控制信号发送模块，用于根据提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证多个卷扬的提升速度一致。
进一步地，还包括：倍率获取模块，用于分别获取多个卷扬的钢丝绳倍率。
进一步地，倍率获取模块还用于：分别检测多个卷扬的钢丝绳穿过滑轮组的穿绳方式；根据穿绳方式计算钢丝绳倍率。
进一步地，倍率获取模块还用于：接收用户设置的多个卷扬的钢丝绳倍率。
进一步地，控制信号发送模块还用于：比较提升速度与预设速度的大小；在提升速度大于预设速度的情况下，向对应卷扬发送降低转速的控制信号；在提升速度小于预设速度的情况下，向对应卷扬发送提高转速的控制信号。
应用本发明的技术方案，本发明的技术方案利用卷扬卷筒速度，与该卷扬对应的钢丝绳倍率进行计算得到该卷扬的提升速度，将该提升速度作为反馈值，实时向各卷扬发送速度调整信号，以保证各卷扬的提升速度一致，从而使各卷扬共同提升的吊钩平衡。当某个卷扬倍率与其它不一致时，可保证起升吊钩平衡。与现有技术相比，本发明可以根据卷扬的实际情况，灵活地设置各个卷扬的倍率，并进行同步控制，使多个卷扬协调工作，达到同时起升或下降的效果，从而避免了能量浪费。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有多卷扬单吊钩式起升设备的示意图；
图2A是现有多卷扬单吊钩式起升设备第一种多卷扬单吊钩系统的工作原理示意图；
图2B是现有多卷扬单吊钩式起升设备第二种多卷扬单吊钩系统的工作原理示意图；
图3是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置的示意图；
图4A是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置应用于第一种卷扬穿绳方式的示意图；
图4B是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置应用于第二种卷扬穿绳方式的示意图；
图4C是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置应用于第三种卷扬穿绳方式的示意图；
图5是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法的示意图；
图6为根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法的数据流向图；以及
图7为根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明实施例提供了一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置，该卷扬同步控制装置适用的多卷扬单吊钩式起升设备的各个卷扬可以根据实际工作需要单独配置其倍率，多个卷扬的倍率可以设置为相同，也可以设置为不同。本实施例的卷扬同步控制装置实现了不同倍率的卷扬的同步设置。
图3是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置的示意图，如图3所示，该卷扬同步控制装置包括：转速获取模块31，用于分别获取多个卷扬的卷筒的转速；计算模块33，用于利用转速根据多个卷扬的钢丝绳倍率计算卷扬的提升速度；控制信号发送模块35，用于根据提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证多个卷扬的提升速度一致。
本实施例的卷扬同步控制装置，利用转速传感器或者位移传感器测量的得到的卷扬卷筒速度，与该卷扬对应的钢丝绳倍率进行计算得到该卷扬的提升速度，将该提升速度作为反馈值，实时向各卷扬发送速度调整信号，以保证各卷扬的提升速度一致，从而使各卷扬共同提升的吊钩平衡。由于在控制过程中，将钢丝绳倍率作为控制参数参与实时计算得出提升速度，从而避免了直接根据卷扬转速进行控制必须要求各卷扬的钢丝绳倍率一致。
计算模块33计算各卷扬的提升速度时，具体还可以用于：将转速除以钢丝绳倍率，得到的商值作为提升速度。
控制信号发送模块34还可以具体用于：比较提升速度与预设速度的大小；在提升速度大于预设速度的情况下，向对应卷扬发送降低转速的控制信号；在提升速度小于预设速度的情况下，向对应卷扬发送提高转速的控制信号。以上预设速度可以是根据工作情况预先进行设置的速度值，该预设速度值可以根据吊重重量进行设置，例如吊重重量越重，该预设速度值设置得越小。另外，该预设速度值也可以设置为一个参考卷扬的提升速度，使除此参考卷扬之外的其它卷扬的提升速度与该参考卷扬的提升速度一致。
各卷扬的钢丝绳倍率可以由倍率获取模块（图中未示出）得到，具体地该倍率获取模块用于分别获取多个卷扬的钢丝绳倍率。倍率获取模块存在两种方式，第一种方式为利用穿绳方式自动检测钢丝绳倍率，第二种方式为接收用户的设置参数，将该设置参数作为钢丝绳倍率。
具体地，倍率获取模块利用上述第一种方式获取钢丝绳倍率，可以具体用于：分别检测多个卷扬的钢丝绳穿过滑轮组的穿绳方式；根据穿绳方式计算钢丝绳倍率。倍率获取模块利用上述第二种方式获取钢丝绳倍率，可以具体用于：接收用户设置的多个卷扬的钢丝绳倍率。
图4A、图4B、图4C分别示出了根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置应用三种不同的卷扬穿绳方式的示意图，以上图中，假设第一卷扬H1的转速为v1，第二卷扬的转速为v2，在图4A示出的卷扬穿绳方式中，第一卷扬的倍率为4，第二卷扬的倍率也为4，从而只要保证(v1/4)=(v2/4)即可保证吊钩平衡，在图4B示出的卷扬穿绳方式中，第一卷扬的倍率为4，第二卷扬的倍率也为2，从而只要保证(v1/4)=(v2/2)即可保证吊钩平衡，在图4C示出的卷扬穿绳方式中，第一卷扬的倍率为2，第二卷扬的倍率也为1，从而只要保证(v1/2=(v2/1)即可保证吊钩平衡。
以上图4A、图4B、图4C中，以两个卷扬为例，进行了介绍，实际上卷扬的个数可以为更多，与现有技术中吊钩的钢丝绳倍率只能选择n*k倍率不同，本实施例中控制装置适用的卷扬系统可以分别设置每个卷扬的倍率，其中n为同步卷扬个数，k为每个卷扬的钢丝绳穿绳倍率。从而在有些特殊工况的实际应用中，采用可变倍率更合理，节省穿绳时间等，例如当吊钩穿绳的个别滑轮有损坏时，可以不在此滑轮穿绳，继续使用同步，又例如因实际吊重需要，可使用任意倍率的同步作业；如吊重25吨，单根钢丝绳最大承载10吨，则只需要使用3倍率的钢丝绳即可，而传统同步系统只能使用4倍率，使用本发明技术则可以使用3倍率。
本发明实施例还提供了一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法，该多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法可以通过本发明上述实施例所提供的任一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置来执行，并且，该多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法可以应用于包括以上控制装置的多卷扬单吊钩式起升设备，图5是根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法的示意图，如图所示，该卷扬同步控制方法包括：
步骤S51，分别获取多个卷扬的卷筒的转速；
步骤S53，利用转速根据多个卷扬的钢丝绳倍率计算对应卷扬的提升速度；
步骤S55，根据提升速度向对应卷扬发送转速控制信号，以保证多个卷扬的提升速度一致。
在步骤S51之前，还可以包括：分别获取多个卷扬的钢丝绳倍率的步骤。其中该获取钢丝绳倍率的状态存在两种方式，第一种方式为利用穿绳方式自动检测钢丝绳倍率，第二种方式为接收用户的设置参数，将该设置参数作为钢丝绳倍率。
其中，第一方式的工作步骤具体为分别检测多个卷扬的钢丝绳穿过滑轮组的穿绳方式；根据穿绳方式计算钢丝绳倍率。：第二种方式的工作步骤具体为：接收用户设置的多个卷扬的钢丝绳倍率。
步骤S53的具体计算流程包括：将转速除以钢丝绳倍率，得到的商值作为提升速度。步骤S55可以具体包括：比较提升速度与预设速度的大小；在提升速度大于预设速度的情况下，向对应卷扬发送降低转速的控制信号；在提升速度小于预设速度的情况下，向对应卷扬发送提高转速的控制信号。以上预设速度可以是根据工作情况预先进行设置的速度值，该预设速度值可以根据吊重重量进行设置，例如吊重重量越重，该预设速度值设置得越小。另外，该预设速度值也可以设置为一个参考卷扬的提升速度，使除此参考卷扬之外的其它卷扬的提升速度与该参考卷扬的提升速度一致。
本发明实施例的控制原理为卷扬1的位移/卷扬1的倍率=卷扬2的位移/卷扬2的倍率=卷扬n的位移/卷扬n的倍率，根据各个卷扬的实际位移进行调节，达到同步目的。
图6为根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法的数据流向图，图7为根据本发明实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法的流程图。如图所示，本实施例的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法在控制开始后，首先选择控制模式，在选择多卷扬同步控制模式后，执行各卷扬倍率的检测或选择步骤，然后结合各卷扬的转速进行同步运算，并向各卷扬的驱动装置发出调速控制信号，各个卷扬在调速控制下，进行运动，完成同步起升、下降、开始或停止动作，直至动作完成。如果在控制开始后，用户还可以选择单独控制模式，在这种模式下，用户可以对各卷扬单独控制，以用于安装前调试或需手动调的场合。在进行同步控制的过程中，控制器需要接收卷扬倍率的数据，以及各个卷扬的速度或者位移的检测信号，在同步控制逻辑运算后，输出各个卷扬的速度控制信号，保证了各个卷扬的提升同步。
与传统的同步控制相比，本发明实施例的控制方法可以根据卷扬的实际情况，灵活地设置各个卷扬的倍率，并进行同步控制，使多个卷扬协调工作，达到同时起升或下降的效果。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法，其特征在于，包括：
分别获取多个卷扬的卷筒的转速；
利用所述转速根据所述多个卷扬的钢丝绳倍率计算所述多个卷扬的提升速度；
根据所述提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证所述多个卷扬的提升速度一致；
在分别获取多个卷扬的卷筒的转速之前还包括：分别获取所述多个卷扬的钢丝绳倍率；
分别获取所述多个卷扬的钢丝绳倍率包括：分别检测所述多个卷扬的钢丝绳穿过滑轮组的穿绳方式；根据所述穿绳方式计算所述钢丝绳倍率。
2.根据权利要求1所述的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法，其特征在于，分别获取所述多个卷扬的钢丝绳倍率包括：
接收用户设置的所述多个卷扬的钢丝绳倍率参数。
3.根据权利要求1所述的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制方法，其特征在于，根据所述提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证所述多个卷扬的提升速度一致包括：
比较所述提升速度与预设速度的大小；
在所述提升速度大于所述预设速度的情况下，向所述对应卷扬发送降低转速的控制信号；
在所述提升速度小于所述预设速度的情况下，向所述对应卷扬发送提高转速的控制信号。
4.一种多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置，其特征在于，包括：
转速获取模块，用于分别获取多个卷扬的卷筒的转速；
计算模块，用于利用所述转速根据所述多个卷扬的钢丝绳倍率计算所述多个卷扬的提升速度；
控制信号发送模块，用于根据所述提升速度分别向对应卷扬发送转速控制信号，以保证所述多个卷扬的提升速度一致；
倍率获取模块，用于分别获取所述多个卷扬的钢丝绳倍率；
所述倍率获取模块还用于：分别检测所述多个卷扬的钢丝绳穿过滑轮组的穿绳方式；根据所述穿绳方式计算所述钢丝绳倍率。
5.根据权利要求4所述的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置，其特征在于，所述倍率获取模块还用于：接收用户设置的所述多个卷扬的钢丝绳倍率。
6.根据权利要求4所述的多卷扬单吊钩式起升设备的卷扬同步控制装置，其特征在于，所述控制信号发送模块还用于：比较所述提升速度与预设速度的大小；在所述提升速度大于所述预设速度的情况下，向所述对应卷扬发送降低转速的控制信号；在所述提升速度小于所述预设速度的情况下，向所述对应卷扬发送提高转速的控制信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |