CN103693559B - 一种配重提升控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配重提升控制方法、装置及系统，该配重提升控制系统包括：两个长度检测装置，用于测量基准油缸和追随油缸的实时长度信息；与两个所述长度检测装置以及手柄信号连接的可编程逻辑控制器PLC，用于根据基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息、追随油缸的基础控制信号、以及目标调节信号阈值范围，确定追随油缸的追随控制信号；第一执行机构和第二执行机构，用于操纵基准油缸和追随油缸动作，使基准油缸和追随油缸的活塞杆驱动配重升降。本发明提供的起重机械的配重提升控制技术，能够及时发现基准油缸的长度信息和追随油缸的长度信息是否出现偏差，并快速做出响应以调节追随油缸，使追随油缸与基准油缸同步动作。

Description

一种配重提升控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及起重机械的控制技术领域，特别涉及一种起重机械的配重提升控制方法、装置及系统。

背景技术

起重机械一般都带有平衡配重，如汽车起重机、履带起重机、塔机等。以汽车起重机为例，汽车起重机的配重与汽车起重机的额定起重量成正比，额定起重量越大，则配重越重。在安装配重时，左、右两个配重油缸将配重从地面提起，并在提升至指定高度和位置后，工作人员将配重固定锁紧于配重架，以完成配重的固定安装过程；相应地，配重的拆卸过程则可以采用与其安装时相反的过程。

配重油缸一般由比例电磁阀进行控制，通过调节比例电磁阀的开度，以调节进入配重油缸的液压油的流量，从而调节配重油缸的提升速度或下降速度。配重油缸在提升和下降配重时，左、右两个配重油缸必须协同控制，以保证同步提升或下降。然而，由于受到左、右配重油缸的装配误差、输油管内的压力损失、配重中心偏移等因素的影响，左、右配重油缸在驱动配重动作时有可能出现不同步的情况，而左、右配重油缸动作不同步时，则可能造成配重发生倾斜，进而对配重架或者转台的受力造成不良影响；严重时，还会造成配重架或者转台单边受力过大而发生倾翻或者撕裂。

现有的配重提升控制系统中，工作人员通过手柄调节左配重油缸和右配重油缸同步提升或降下配重时，一般是通过人工目测的方式来确保左配重油缸和右配重油缸保持同步升降，但是，人工目测的方式响应速度慢，不能够及时发现配重位置出现的偏差，而且在配重失衡时，也无法精确掌握手柄的调节幅度。

发明内容

本发明提供了一种配重提升控制方法、装置及系统，该配重提升控制系统在配重出现失衡时能够快速做出响应以进行调节。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种起重机械的配重提升控制方法，包括：

获取手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、以及追随油缸的实时长度信息；

根据手柄的实时控制行程确定基准油缸的基准控制信号；

根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号，其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

下发基准控制信号给第一执行机构，使第一执行机构根据基准控制信号控制基准油缸动作；下发追随控制信号给第二执行机构，使第二执行机构根据追随控制信号控制追随油缸动作。

采用本发明提供的起重机械的配重提升控制方法提升或降下配重时，能够及时发现基准油缸的长度信息和追随油缸的长度信息之间出现的偏差，并且能够快速响应以调节追随油缸动作，使追随油缸与基准油缸同步动作。

优选地，所述追随油缸的追随控制信号包括调节信号和根据手柄的实时控制行程确定的基础控制信号，其中，所述追随控制信号为所述基础控制信号与追随油缸的调节信号之和。

优选地，所述确定追随油缸的追随控制信号，具体包括：

获取配重的重量信息；

根据配重的重量信息以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系确定调节信号的阈值范围。

优选地，根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息之间的差值确定的追随油缸的初始调节信号；

若初始调节信号小于等于调节信号阈值范围的最大值，确定初始调节信号为追随油缸的调节信号；

若初始调节信号大于调节信号阈值范围的最大值，确定调节信号阈值范围的最大值为追随油缸的调节信号。

优选地，所述基础控制信号与所述基准控制信号相同。

本发明还提供了一种起重机械的配重提升控制装置，包括：

接收设备，用于接收获取到的手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息；

确定设备，用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号，其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

输出设备，用于下发基准控制信号给第一执行机构，使第一执行机构根据基准控制信号控制基准油缸动作；且下发追随控制信号给第二执行机构，使第二执行机构根据追随控制信号控制追随油缸动作。

优选地，所述追随油缸的追随控制信号包括调节信号和根据手柄的实时控制行程确定的基础控制信号，其中，所述追随控制信号为所述基础控制信号与追随油缸的调节信号之和。

优选地，所述接收设备，具体还用于接收获取到的配重的重量信息；

所述确定设备，具体还用于根据配重的重量信息以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系确定调节信号的阈值范围。

优选地，所述确定设备，具体用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息之间的差值确定的追随油缸的初始调节信号；若初始调节信号小于等于调节信号阈值范围的最大值，确定初始调节信号为追随油缸的调节信号；若初始调节信号大于调节信号阈值范围的最大值，确定调节信号阈值范围的最大值为追随油缸的调节信号。

本发明还提供了一种起重机械的配重提升控制系统，包括：

第一长度检测装置，安装于基准油缸，用于测量基准油缸的实时长度信息；

第二长度检测装置，安装于追随油缸，用于测量追随油缸的实时长度信息；

控制器，与所述手柄、第一长度检测装置和第二长度检测装置信号连接，用于接收获取到的手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息；并根据手柄的实时控制行程确定基准油缸的基准控制信号，根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号；

第一执行机构，与所述控制器信号连接、且与所述基准油缸通过输油管连接，用于根据所述控制器确定出的基准控制信号操纵基准油缸动作，使基准油缸的活塞杆驱动配重的一侧升降；

第二执行机构，与所述控制器信号连接、且与所述追随油缸通过输油管连接，用于根据所述控制器确定出的追随控制信号操纵追随油缸动作，使追随油缸的活塞杆驱动配重的另一侧升降。

优选地，本发明还提供的起重机械的配重提升控制系统还包括：

安装于所述配重、且与所述控制器信号连接的压力检测装置，用于获取所述配重的重量信息，并传输给所述控制器。

优选地，所述第一执行机构和第二执行机构均为比例电磁阀。

本发明提供的起重机械的配重提升控制系统，能够及时发现基准油缸的长度信息和追随油缸的长度信息之间出现的偏差，并且能够快速做出响应，并对追随油缸进行调节，以使追随油缸与基准油缸同步动作。

附图说明

图1为本发明提供的起重机械的配重提升控制方法的流程示意图；

图2为本发明提供的起重机械的配重提升控制系统的结构示意图；

图3为本发明提供的起重机械的配重提升控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，其中，图1为本发明提供的起重机械的配重提升控制方法的流程示意图；图2为本发明提供的起重机械的配重提升控制系统的结构示意图。

如图2所示，起重机械的配重提升控制系统具有两个配重油缸，本发明中，选定其中的一个配重油缸作为基准油缸，另一个配重油缸作为追随油缸。

如图1所示，本发明实施例提供的起重机械的配重提升控制方法，包括：

步骤S101：控制装置获取手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、以及追随油缸的实时长度信息；

步骤S102：控制装置根据手柄的实时控制行程确定基准油缸的基准控制信号；。

步骤S103：控制装置根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号，其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

步骤S104：控制装置下发基准控制信号给第一执行机构，使第一执行机构根据基准控制信号控制基准油缸动作；下发追随控制信号给第二执行机构，使第二执行机构根据追随控制信号控制追随油缸动作。

其中，所述追随油缸的追随控制信号为基础控制信号与追随油缸的调节信号之和，而追随油缸的基础控制信号可以根据手柄的实时控制行程开进行确定。由于追随油缸的追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程，所以基础控制信号与追随油缸的调节信号之和必小于手柄的最大控制行程。

在一些优选地实施方式中，上述步骤103中，控制装置确定追随油缸的追随控制信号时，具体还包括：

获取配重的重量信息，而配重的重量信息具体可以通过安装于配重的压力传感器来进行获取；

根据配重的重量信息以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系确定调节信号的阈值范围；其中，调节信号的最大值与追随油缸的基础控制信号之和小于手柄的最大控制行程。

配重的重量对配重上升或下降时的惯性会有较大的影响，配重的重量信息越大，配重的惯性也就越大，所以确定追随油缸的追随控制信号时，获取到的配重的重量信息越大，则追随油缸的追随控制信号越小。因此，控制装置在确定追随油缸的追随控制信号时，还需要根据不同配重的重量信息以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系来确定调节信号的阈值范围，以避免第二执行机构在根据不合适的追随控制信号调节追随油缸时，导致追随油缸长度信息的增幅达到与基准油缸相同时无法及时停止而致使追随油缸超调。

在一些可选地实施方式中，可以先根据手柄的控制行程的最大值和手柄的实时控制行程确定调节信号的初始阈值范围，然后再根据获取到的配重的重量信息对调节信号的初始阈值范围进行优化，从而选择出合适的调节信号的最大值，使调节信号阈值范围的最大值与基础控制信号之和小于等于手柄控制行程的最大值。

另外，为了更为精确的确定出追随油缸的调节信号，在一些优选地实施方式中，根据基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息、以及调节信号阈值范围的最大值来确定追随油缸的调节信号，以确保调节信号和追随油缸的基础控制信号之和小于手柄控制行程的最大值。

因此，且追随油缸的调节信号的具体过程包括：

根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息之间的差值确定的追随油缸的初始调节信号；

若初始调节信号小于等于调节信号阈值范围的最大值，确定初始调节信号为追随油缸的调节信号；

若初始调节信号大于调节信号阈值范围的最大值，确定调节信号阈值范围的最大值为追随油缸的调节信号。

在步骤S103中，限定追随油缸的追随控制信号小于等于手柄控制行程的最大值，以确保手柄的开度继续增加后，还能够通过调节追随油缸以使追随油缸和基准油缸同步动作；同时还可以避免追随控制信号过大而造成追随油缸的长度信息出现快速增长或快速减小的情况出现，进而避免了追随油缸出现超调而产生振荡失衡。

此外，在一些可选地实施方式中，为了保证基准油缸和追随油缸能同步运行，步骤S102中，较佳地，上述的基准控制信号和基础控制信号相同，对追随油缸进行调节时就可以在其基础控制信号的基础上进行调节，使得对追随油缸进行调节时所需的调节量不会太大，从而可以避免追随油缸出现振荡，保证了追随油缸在调节过程中的稳定性。

本发明提供的控制方法可以根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息的差值，通过比例-积分-微分PID算法、或比例-微分PD算法计算初始调节信号。

其中，工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制。PID控制的响应速度快，且通过PID计算初始调节信号，可以保证初始调节信号的精确性，在对追随油缸的运行速度进行调节时还可以保证整个配重提升控制系统保持动态平稳。

步骤S105中，具体地，第一执行机构控制基准油缸动作，是指第一执行机构通过控制进入基准油缸的液压油的流量和速度，以控制基准油缸活塞杆的伸出速度；同理，第二执行机构根据追随油缸动作，是指第二执行机构通过控制进入追随油缸的液压油的流量和速度，以控制追随油缸活塞杆的伸出速度。

采用本发明提供的起重机械的配重提升控制方法提升或下降配重时，可以实时获取基准油缸和追随油缸的伸出长度信息，当基准油缸的伸出长度信息和追随油缸的伸出长度信息之间产生差值时，控制装置能够快速做出响应，并对追随油缸进行调节，使追随油缸与基准油缸同步动作。

基于相同的发明构思，根据上述起重机械的配重提升控制方法，可构建本发明实施例中的起重机械的配重提升控制装置，如图3所示，包括：接收设备210、确定设备220、以及输出设备230。其中，

接收设备210，用于接收获取到的手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息；

确定设备220，用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号，其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

输出设备230，用于下发基准控制信号给第一执行机构，使第一执行机构根据基准控制信号控制基准油缸动作；且下发追随控制信号给第二执行机构，使第二执行机构根据追随控制信号控制追随油缸动作。

其中，所述追随油缸的追随控制信号为基础控制信号与追随油缸的调节信号之和，而追随油缸的基础控制信号可以根据手柄的实时控制行程开进行确定。由于追随油缸的追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程，所以基础控制信号与追随油缸的调节信号之和必小于手柄的最大控制行程。

在上述的控制装置中，接收设备210，具体还用于接收获取到的配重的重量信息；

确定设备220，具体还用于根据接收设备210接收到的配重的重量信息、以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系确定调节信号的阈值范围。

另外，在上述的控制装置中，确定设备220，具体还用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息之间的差值确定的追随油缸的初始调节信号；

若初始调节信号小于等于调节信号阈值范围的最大值，确定设备220确定初始调节信号为追随油缸的调节信号；

若初始调节信号大于调节信号阈值范围的最大值，确定设备220确定调节信号阈值范围的最大值为追随油缸的调节信号。

确定设备220，进一步还用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息的差值，通过比例-积分-微分PID控制算法、或比例-微分PD控制算法计算初始调节阈值。PID控制的响应速度快，且通过PID计算初始调节信号，可以保证初始调节信号的精确性。

此外，基于相同的发明构思，本发明实施例中还构建了起重机械的配重提升控制系统，如图2所示，其包括：第一长度检测装置310、第二长度检测装置320、基准油缸330、追随油缸340、控制器350、第一执行机构360、以及第二执行机构370。其中，

第一长度检测装置310安装于基准油缸330，用于测量基准油缸330的实时长度信息；第二长度检测装置320安装于追随油缸340，用于测量追随油缸340的实时长度信息。

控制器350与第一长度检测装置310、第二长度检测装置320以及手柄信号连接，用于获取手柄的实时控制行程，并通过第一长度检测装置310获取基准油缸330的实时长度信息，通过第二长度检测装置320获取追随油缸340的实时长度信息；

同时，控制器350还用于根据手柄的实时控制行程确定基准油缸330的基准控制信号，并根据基准油缸330的实时长度信息、追随油缸340的实时长度信息确定追随油缸340的追随控制信号；其中，追随控制信号小于手柄控制行程的最大值。

第一执行机构360与控制器350信号连接，且与基准油缸330通过输油管连接，用于根据控制器350确定出的基准控制信号操纵基准油缸动作，使基准油缸330的活塞杆驱动配重的一侧升降。

第二执行机构370与控制器350信号连接，且与追随油缸340通过输油管连接，用于根据控制器350确定出的追随控制信号操纵追随油缸340动作，使追随油缸340的活塞杆驱动配重的另一侧升降。

上述的配重提升控制系统，还包括：

安装于配重、且与控制器350信号连接的压力检测装置，压力检测装置用于获取配重的重量信息，并传输给控制器350。

在一些可选地实施方式中，上述的压力检测装置可以为压力检测传感器。

一种优选地实施方式中，上述的手柄为两个，一个手柄通过控制器350与第一执行机构360信号连接，另一个手柄通过控制器350与第二执行机构370信号连接，且两个手柄联动，以确保启动配重提升控制系统时，推动手柄后，第一执行机构和第二执行机构可以操纵基准油缸和追随油缸同步升级。

在上述配重提升控制系统中，第一执行机构360和第二执行机构370均为比例电磁阀，与其对应的基准控制信号、基础控制信号、追随控制信号等均为电流参数，控制器350通过增大传输给比例电磁阀的电流参数，来增大比例电磁阀的开度，进而增加通过比例电磁阀进入基准油缸或追随油缸的液压油的流量，以增加基准油缸或追随油缸的伸出速度。同理，控制器350通过减小传输给比例电磁阀的电流参数，可以减小比例电磁阀的开度，进而减小通过比例电磁阀进入基准油缸或追随油缸的液压油的流量，以降低基准油缸或追随油缸的伸出速度。

在上述个实施例提供的配重提升控制系统中，长度检测装置310可以为拉线传感器或测距仪，长度检测装置320也可以为拉线传感器或测距仪。

本发明提供的起重机械的配重提升控制系统，能够及时发现基准油缸的长度信息和追随油缸的长度信息之间出现的偏差，并且能够快速做出响应，并对追随油缸进行调节，以使追随油缸与基准油缸同步动作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例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 (10)

1.一种配重提升控制方法，其特征在于，包括：

获取手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、以及追随油缸的实时长度信息；

根据手柄的实时控制行程确定基准油缸的基准控制信号；

根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号，其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

下发基准控制信号给第一执行机构，使第一执行机构根据基准控制信号控制基准油缸动作；下发追随控制信号给第二执行机构，使第二执行机构根据追随控制信号控制追随油缸动作。

2.如权利要求1所述的配重提升控制方法，其特征在于，所述追随油缸的追随控制信号包括调节信号和根据手柄的实时控制行程确定的基础控制信号，其中，所述追随控制信号为所述基础控制信号与追随油缸的调节信号之和。

3.如权利要求2所述的配重提升控制方法，其特征在于，所述确定追随油缸的追随控制信号，具体包括：

获取配重的重量信息；

根据配重的重量信息以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系确定调节信号的阈值范围。

4.如权利要求3所述的配重提升控制方法，其特征在于，所述确定追随油缸的追随控制信号，具体包括：

根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息之间的差值确定追随油缸的初始调节信号；

若初始调节信号小于等于调节信号阈值范围的最大值，确定初始调节信号为追随油缸的调节信号；

若初始调节信号大于调节信号阈值范围的最大值，确定调节信号阈值范围的最大值为追随油缸的调节信号。

5.一种配重提升控制装置，其特征在于，包括：

接收设备，用于接收获取到的手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息；

确定设备，用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号，其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

输出设备，用于下发基准控制信号给第一执行机构，使第一执行机构根据基准控制信号控制基准油缸动作；且下发追随控制信号给第二执行机构，使第二执行机构根据追随控制信号控制追随油缸动作。

6.如权利要求5所述的配重提升控制装置，其特征在于，

所述追随油缸的追随控制信号包括调节信号和根据手柄的实时控制行程确定的基础控制信号，其中，所述追随控制信号为所述基础控制信号与追随油缸的调节信号之和。

7.如权利要求6所述的配重提升控制装置，其特征在于，

所述接收设备，具体还用于接收获取到的配重的重量信息；

所述确定设备，具体还用于根据配重的重量信息以及设定的配重的重量信息与追随油缸调节信号最大值之间的对应关系确定调节信号的阈值范围。

8.如权利要求7所述的配重提升控制装置，其特征在于，

所述确定设备，具体用于根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息之间的差值确定追随油缸的初始调节信号；若初始调节信号小于等于调节信号阈值范围的最大值，确定初始调节信号为追随油缸的调节信号；若初始调节信号大于调节信号阈值范围的最大值，确定调节信号阈值范围的最大值为追随油缸的调节信号。

9.一种配重提升控制系统，其特征在于，包括：

第一长度检测装置，安装于基准油缸，用于测量基准油缸的实时长度信息；

第二长度检测装置，安装于追随油缸，用于测量追随油缸的实时长度信息；

控制器，与手柄、第一长度检测装置和第二长度检测装置信号连接，用于接收获取到的手柄的实时控制行程、基准油缸的实时长度信息、追随油缸的实时长度信息；并根据手柄的实时控制行程确定基准油缸的基准控制信号，根据基准油缸的实时长度信息和追随油缸的实时长度信息确定追随油缸的追随控制信号；其中，所述追随控制信号的最大值小于手柄的最大控制行程；

第一执行机构，与所述控制器信号连接、且与所述基准油缸通过输油管连接，用于根据所述控制器确定出的基准控制信号操纵基准油缸动作，使基准油缸的活塞杆驱动配重的一侧升降；

第二执行机构，与所述控制器信号连接、且与所述追随油缸通过输油管连接，用于根据所述控制器确定出的追随控制信号操纵追随油缸动作，使追随油缸的活塞杆驱动配重的另一侧升降。

10.如权利要求9所述的配重提升控制系统，其特征在于，还包括：

安装于所述配重、且与所述控制器信号连接的压力检测装置，用于获取所述配重的重量信息，并传输给所述控制器。