CN103407896B - 一种起重机的制动时序控制方法及变频器 - Google Patents

Abstract

一种起重机的制动时序控制方法，所述起重机包括用于对起重机进行控制的变频器，该方法包括以下步骤：当所述起重机处于停止状态时，侦测是否有运行命令输入到起重机，并在有运行命令输入到起重机时控制变频器运行到开闸频率，并检测所述变频器的输出转矩；在所述输出转矩达到维持所述起重机的当前负载的转矩时，向所述起重机的制动器输出打开命令；侦测所述制动器的打开状态，并在所述制动器完全打开后，控制所述变频器运行到目标频率。本发明还公开了一种变频器。本发明所提供的起重机的制动时序控制方法及变频器可以防止起重器在制动器打开和关闭时发生溜钩事故。

Description

一种起重机的制动时序控制方法及变频器

技术领域

本发明涉及变频器控制领域，更具体地说，涉及一种起重机的制动时序控制方法及变频器。

背景技术

当前由于对变频器的使用不当、电气控制的保护做的不够容易导致在制动器打开或关闭时出现溜钩或下坠。这个问题的根本原因在于制动器的打开以及关闭都是在变频器输出频率极低的情况下进行的，低频阶段输出大转矩是变频器控制的难点，因此打开和关闭制动器时保证变频器有足够的提升力来稳定住负载对于变频控制来说具有很大的难度。

目前普遍的处理办法是通过提高制动器的打开和关闭时的频率，或通过放大变频器的容量来提高变频器的输出能力从而减少溜钩的发生几率，但这些方法要么减少了制动器的使用寿命要么提高了最终用户的使用成本，所以并不能从根本上解决问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对制动器打开和关闭时变频器难以有效防止溜钩的问题，提供一种起重机的制动时序控制方法及变频器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供一种起重机的制动时序控制方法，该方法包括以下步骤：

S1：当所述起重机处于停止状态时，侦测是否有运行命令输入到起重机，并在有运行命令输入到起重机时执行步骤S2；

S2：在侦测到所述运行命令输入后，控制变频器运行到开闸频率，并检测所述变频器的输出转矩，所述开闸频率小于2赫兹；

S3：在所述输出转矩达到维持所述起重机的当前负载的转矩时，向所述起重机的制动器输出打开命令并使变频器的输出频率及输出转矩均保持不变；

S4：侦测所述制动器的打开状态，并在所述制动器完全打开后，控制所述变频器运行到目标频率。

在本发明所述的起重机的制动时序控制方法中，所述步骤S4包括以下子步骤：

S41：在向所述制动器发出打开命令后开始计时；

S42：在计时时间达到第一时长时，控制所述变频器运行到所述目标频率，所述第一时长为所述制动器完全打开所需时间。

在本发明所述的起重机的制动时序控制方法中，还包括以下步骤：

S5：侦测所述起重机的停止命令；

S6：当接收到所述停止命令后，控制所述变频器运行到抱闸频率，并向所述制动器输出关闭命令；

S7：侦测所述制动器的关闭状态，并在所述制动器完全关闭后，控制所述变频器停止运行。

在本发明所述的起重机的制动时序控制方法中，所述步骤S7包括以下子步骤：

S71：在向所述制动器发出关闭命令后开始计时；

S72：在计时时间达到第二时长时，控制所述变频器停止运行，所述第二时长为所述制动器完全关闭所需的时间。

本发明还提供一种变频器，用于对起重机进行控制，包括：

侦测模块，用于侦测所述起重机的运行命令；

控制模块，用于在所述侦测模块侦测到运行命令后，控制所述变频器运行到开闸频率，并记录所述变频器的输出转矩，以及在所述输出转矩达到维持所述起重机的当前负载的转矩时，向所述起重机的制动器输出打开命令并侦测所述制动器的打开状态，并在所述制动器完全打开后，控制所述变频器运行到目标频率，所述开闸频率小于2赫兹；在所述制动器打开过程中，变频器的输出频率及输出转矩均保持不变。

在本发明所述的变频器中，所述控制模块还存储有所述制动器完全打开所需的第一时长，并用于在向所述制动器发出打开命令后开始计时，在计时时间达到所述第一时长时，控制所述变频器运行到所述目标频率。

在本发明所述的变频器中，所述侦测模块还用于侦测所述起重机的停止命令；所述控制模块还用于在所述侦测模块接收到所述停止命令后，控制所述变频器运行到抱闸频率，并向所述制动器输出关闭命令和侦测所述制动器的关闭状态，以及在所述制动器完全关闭后控制所述变频器停止运行。

在本发明所述的变频器中，所述控制模块还存储有所述制动器完全关闭所需的第二时长，并用于在向所述制动器发出关闭命令后开始计时，当计时时间达到所述第二时长时控制所述变频器停止运行。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：可以防止起重机在制动器打开和关闭时发生溜钩事故。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明变频器一实施方式的环境示意图。

图2是本发明起重机的制动时序控制方法一实施方式的示意图

图3是本发明起重机的制动时序控制方法一实施方式中起重机运行状态与时间的函数关系示意图。

图4是本发明起重机的制动时序控制方法一实施方式中变频器的运行频率与时间的函数关系示意图。

图5是本发明起重机的制动时序控制方法一实施方式中变频器的输出转矩与时间的函数关系示意图。

图6是本发明起重机的制动时序控制方法一实施方式中制动器状态与时间的函数关系示意图。

图7是本发明变频器一实施方式的功能模块图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明变频器100一实施方式的环境示意图。如图1所示，起重机包括变频器100、电机200和制动器300。变频器100用于控制电机200和制动器300，电机200用于输出动力以对负载400进行牵引，制动器300用于对起重机进行制动。在本实施方式中，制动器300进行打开和关闭时都需要一段时间，所以，为了防止起重机发生溜钩、下坠，变频器100需要记录制动器300的打开和关闭所需的时间。在起重机准备运行时，制动器300处于关闭状态，变频器100接收到运行命令后运行到一个较低的开闸频率，以该开闸频率维持运行。当变频器100的输出转矩达到可以维持当前负载400时，变频器100再向制动器300发出打开命令并当制动器300完全打开后再运行到目标频率，如此一方面可以防止出现溜钩，另一方面可以防止变频器100输出的频率过大而损害制动器300。在起重机准备停止时，此时制动器300处于打开状态，变频器100不能直接停止运行，而需要运行到预设的抱闸频率并发送关闭命令给制动器300，并等制动器300完全关闭后再停止运行，从而就可以避免出现溜钩现象。

如图2所示，是本发明起重机的制动时序控制方法实施例的示意图，该方法由变频器100执行，该方法包括以下步骤：

S1：在起重机处于停止状态时，实时侦测是否有运行命令输入到起重机，并在有运行命令输入时执行步骤S2。

S2：在侦测到运行命令输入后，控制变频器100运行到开闸频率，并检测该变频器100的输出转矩。

S3：在输出转矩达到维持起重机的当前负载的转矩时，向起重机的制动器300输出打开命令。

S4：侦测制动器300的打开状态，并在制动器300完全打开后，控制变频器100运行到目标频率。

图3至图6分别是本发明变频器100的制动时序控制方法具体实现过程中起重机运行状态、变频器的运行频率、变频器的输出转矩以及制动器状态与时间的函数示意图。变频器100的制动时序控制方法应用于图1所示的应用环境中，以下将结合图3至图6对变频器100的制动时序控制方法作出详细说明。

如图3所示，在0—t1阶段，起重机处于停止状态，在t1时刻，变频器100侦测到起重机的运行命令，在t6时刻，变频器100侦测到起重机的停止命令。

如图4所示，在0—t1阶段，变频器100的运行频率为零。在t1时刻，变频器100接收到运行命令后，开始运行到预设的开闸频率F1，其中，开闸频率F1是一个较低的频率，在本发明的一实施方式中，开闸频率F1小于2赫兹，用于提高变频器100的输出转矩和防止损坏制动器300。在t2—t4阶段，变频器100继续运行在开闸频率F1并记录其输出转矩，在如图5所示的变频器100输出转矩与时间的示意图中，变频器100的输出转矩在t1—t3阶段开始增加，并在t3时刻增加到输出转矩Q1，此时，变频器100向制动器300发出打开命令，如图6所示，制动器300在t4时刻完全打开，其中，输出转矩Q1的大小可以维持起重机的当前负载400。在t4—t5阶段，变频器100开始提高输出频率至目标频率F2，此时起重机开始控制负载400进行运动，其中，目标频率是变频器100正常工作时所需的频率。在t6时刻，变频器100侦测到起重机的停止命令并逐渐降低运行频率，变频器100在t7时刻将运行到抱闸频率F3并向制动器300发出关闭命令，如图6所示，制动器300在t8时刻完全关闭。

在本发明的一个实施方式中，抱闸频率F3可以等于开闸频率F1。

在本发明的另一个实施方式中，如图6所示，制动器300的打开需要经历t3—t4阶段、关闭需要经历t7—t8阶段，变频器100可以根据制动器的型号预先记录t3—t4阶段和t7—t8阶段的持续时长，并调整运行在开闸频率F1和抱闸频率F3的持续时间，从而防止起重机出现溜钩或下坠事故。

图7是本发明变频器100一实施方式的功能模块图。以下将结合图1-6对图7加以说明。变频器100可以采用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)完成控制动作，其中，变频器100包括侦测模块1010、控制模块1020。上述侦测模块1010和控制模块1020可由集成到变频器100的软件实现。

侦测模块1010侦测起重机的运行命令(即侦测是否有使起重机运行的命令)。控制模块1020在侦测模块1010接收到运行命令后，控制变频器100运行到开闸频率，并同时检测该变频器100的输出转矩，当上述输出转矩达到可以维持起重机的负载400时，侦测模块1010向制动器300输出打开命令；当发出打开命令后，控制模块1020侦测制动器300的打开状态，当制动器300完全打开后，控制变频器100运行到目标频率，从而可以使起重机对负载400进行升降控制。

作为本发明的进一步改进，控制模块1020还存储有制动器300完全打开所需的第一时长，并当向制动器发出打开命令后开始计时，在达到所述第一时长时控制变频器100运行到目标频率。

作为本发明的进一步改进，侦测模块1010还用于侦测起重机停止命令；控制模块1020还用于在侦测模块1010接收到所述停止命令后，控制变频器100运行到抱闸频率，并向制动器300输出关闭命令；其中，控制模块1020还用于侦测制动器300的关闭状态，并在制动器300完全关闭后，控制变频器100停止运行。

作为本发明的进一步改进，控制模块1020还存储有制动器300完全关闭所需的第二时长，并用于在向制动器发出关闭命令后开始计时，在达到时长时控制所述变频器100停止运行。

上述变频器的制动时序控制方法及变频器可以防止起重机在开始运行以及停止运行时出现溜钩、下坠的危险，增加了起重机的作业安全。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种起重机的制动时序控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：当所述起重机处于停止状态时，侦测是否有运行命令输入到起重机，并在有运行命令输入到起重机时执行步骤S2；

S2：在侦测到所述运行命令输入后，控制变频器运行到开闸频率，并检测所述变频器的输出转矩，所述开闸频率小于2赫兹；

S3：在所述输出转矩达到维持所述起重机的当前负载的转矩时，向所述起重机的制动器输出打开命令并使变频器的输出频率及输出转矩均保持不变；

S4：侦测所述制动器的打开状态，并在所述制动器完全打开后，控制所述变频器运行到目标频率。

2.如权利要求1所述的起重机的制动时序控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

S41：在向所述制动器发出打开命令后开始计时；

S42：在计时时间达到第一时长时，控制所述变频器运行到所述目标频率，所述第一时长为所述制动器完全打开所需时间。

3.如权利要求1所述的起重机的制动时序控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S5：侦测所述起重机的停止命令；

S6：当接收到所述停止命令后，控制所述变频器运行到抱闸频率，并向所述制动器输出关闭命令；

S7：侦测所述制动器的关闭状态，并在所述制动器完全关闭后，控制所述变频器停止运行。

4.如权利要求3所述的起重机的制动时序控制方法，其特征在于，所述步骤S7包括以下子步骤：

S71：在向所述制动器发出关闭命令后开始计时；

S72：在计时时间达到第二时长时，控制所述变频器停止运行，所述第二时长为所述制动器完全关闭所需的时间。

5.一种变频器，用于对起重机进行控制，其特征在于，包括：

侦测模块，用于侦测所述起重机的运行命令；

控制模块，用于在所述侦测模块侦测到运行命令后，控制所述变频器运行到开闸频率，并记录所述变频器的输出转矩，以及在所述输出转矩达到维持所述起重机的当前负载的转矩时，向起重机的制动器输出打开命令并侦测所述制动器的打开状态，并在所述制动器完全打开后，控制所述变频器运行到目标频率，所述开闸频率小于2赫兹；在所述制动器打开过程中，变频器的输出频率及输出转矩均保持不变。

6.如权利要求5所述的变频器，其特征在于，所述控制模块还存储有所述制动器完全打开所需的第一时长，并用于在向所述制动器发出打开命令后开始计时，在计时时间达到所述第一时长时，控制所述变频器运行到所述目标频率。

7.如权利要求5所述的变频器，其特征在于，所述侦测模块还用于侦测所述起重机的停止命令；所述控制模块还用于在所述侦测模块接收到所述停止命令后，控制所述变频器运行到抱闸频率，并向所述制动器输出关闭命令和侦测所述制动器的关闭状态，以及在所述制动器完全关闭后控制所述变频器停止运行。

8.如权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述控制模块还存储有所述制动器完全关闭所需的第二时长，并用于在向所述制动器发出关闭命令后开始计时，当计时时间达到所述第二时长时控制所述变频器停止运行。