CN104340905A - 双吊点收放装置同步检测电路及同步控制方法 - Google Patents

双吊点收放装置同步检测电路及同步控制方法 Download PDF

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眭国忠
印俊
高立全
赵明清
徐丽云
黄婧
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Zhenjiang Ship Accessory Machine Factory Nanjing Zhongchuan Luzhou Machine Co
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/48—Control devices automatic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor

Abstract

本发明公开了一种双吊点收放装置同步检测电路及同步控制方法，同步检测电路包括PLC、GB型非接触式位移传感器，所述GB型非接触式位移传感器内置于收放油缸内，所述GB型非接触式位移传感器的输出信号直接与PLC相连。本发明配备的GB型传感器可以提供模拟量的电流和电压输出，模拟输出信号与内置的圆环形磁铁的位置成正比例，GB型传感器与PLC之间的连接、反馈时不需要在附加任何转换电路。本发明解决了现有技术检测电路安装不便，油缸倒出和回收同步、绞车下放和起升同步不精确的技术问题。

Description

双吊点收放装置同步检测电路及同步控制方法
技术领域
本发明涉及一种收放装置，尤其涉及一种双吊点收放装置的同步检测电路及同步控制方法，属于船舶甲板机械设备技术领域。
背景技术
收放装置是各类船舶上必须装备的甲板机械之一，对于长度超过7米以上的救生艇、救助艇或工作艇必须采取双吊点形式，双吊点存在两个吊点，由两个油缸进行倒出、回收动作，由两个液压绞车进行下放、起升动作。为保证收放装置、各类艇以及乘员的安全问题，必须达到同步升降和进出。要完成双吊点形式收放装置的操作，必须通过油缸倒出-绞车下放-绞车起升-油缸回收四个步骤，而在这四个步骤中，均需要进行同步控制。
油缸倒出和回收控制是通过液压油缸、液压比例控制阀和PLC组成的工作装置实现的，由于双吊点存在吊重不同，油缸安装和制造也存在不完全相同的现象，因此在油缸倒出和回收过程中如果不采取措施，一定存在不同步现象。
绞车下放、起升控制是通过液压绞车、液压比例控制阀、PLC组成的工作装置得以实现的。双吊点的两台液压绞车也会存在由于吊重不同以及安装、制造等方面的原因，在各类艇起升和下放过程中出现不同步现象。
因此，能实现油缸倒出和回收同步、绞车下放和起升同步的双吊点收放装置，对于保证收放装置、各类艇以及乘员的安全具有重要意义。收放装置同步控制系统，一般包括液压油缸、液压比例控制阀、PLC，以及用于检测双吊点收放位置的检测电路，但是现有的检测电路使用的位置传感器体积大，安装不便，采用接触式测量易造成磨损，传感器输出信号需经转换电路转换后再输入控制电路。因此，需要对检测双吊点收放位置的检测电路及同步控制方法进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双吊点收放装置同步检测电路及同步控制方法，实现双吊点油缸倒出和回收同步、绞车下放和起升同步，解决现有技术检测电路安装不便，采用接触式测量易造成磨损，传感器输出信号需经转换电路转换后再输入控制电路，造成成本上升的技术问题；解决油缸倒出和回收同步、绞车下放和起升同步不精确的技术问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种双吊点收放装置同步检测电路，包括PLC1、GB型非接触式位移传感器2，所述GB型非接触式位移传感器2内置于收放油缸内，所述GB型非接触式位移传感器2的输出信号直接与PLC1相连。
一种双吊点收放装置同步检测电路的同步控制方法，u(t)为控制器的输出，
u ( t ) = K p [ e ( t ) + 1 T i ∫ 0 t e ( t ) dt + T d de ( t ) dt ]
其中
e(t)为控制器的输入，为设定值与被控量之差，即e(t)＝r(t)-c(t))；
Kp为控制器的比例放大系数；
Ti为控制器的积分时间；
Td为控制器的微分时间；
u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值，离散的PID控制算法为：
u ( k ) = K p e ( k ) + K i Σ j = 0 k e ( j ) + K d [ e ( k ) - e ( k - 1 ) ]
其中
为积分系数，为微分系数
u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值；
e(k)为第k次采样时刻控制器的输入；
e(j)为第j次采样时刻控制器的输入；
e(k-1)为第k-1次采样时刻控制器的输入。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述双吊点收放装置同步检测电路，还包括编码器3，所述编码器3安装在液压绞车的卷筒输出轴处，编码器3和卷筒同轴旋转，所述编码器3的输出信号与PLC1相连。
前述双吊点收放装置同步检测电路，其中编码器3的型号为E6A2-C。
前述双吊点收放装置同步检测电路，其中编码器3的型号为E6E3-C。
前述双吊点收放装置同步检测电路，其中编码器3的型号为E6B2-C。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明配备的GB型传感器可以提供模拟量的电流和电压输出，模拟输出信号与内置的圆环形磁铁的位置成正比例，GB型传感器与PLC之间的连接、反馈时不需要在附加任何转换电路。解决了现有技术检测电路安装不便，采用接触式测量易造成磨损，传感器输出信号需经转换电路转换后再输入控制电路，造成成本上升的技术问题；同时本发明的同步控制方法解决了油缸倒出和回收同步、绞车下放和起升同步不精确的技术问题。
附图说明
图1是本发明的电路图。
图2是油缸同步控制框图；
图3是绞车同步控制框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明双吊点收放装置同步检测电路，包括PLC1、GB型非接触式位移传感器2，所述GB型非接触式位移传感器2内置于收放油缸内，所述GB型非接触式位移传感器2的输出信号直接与PLC1相连。GB型非接触式位移传感器2用于对收放装置的油缸倒出和回收位置进行检测，将两个油缸的位置信号提供给PLC以进行同步控制。
为了对双吊点收放装置的绞车位置进行同步控制，本发明还包括编码器3，所述编码器3安装在液压绞车的卷筒输出轴处，编码器3和卷筒同轴旋转，所述编码器3的输出信号与PLC1相连。其中编码器3的型号为E6A2-C或E6E3-C、E6B2-C。
在油缸反馈系统中，阀用可编程控制器(PLC)是该反馈系统中的核心技术，其中数据采集由安装在油缸内部的位移传感器完成。由PLC设计一个固定值，将采集值和固定值进行比较，再分析判断两边油缸的伸出值是否控制范围内，否则需提供信号给控制系统，控制比例控制多路阀的开口流量，控制执行系统即油缸在同步控制范围内。设计上采取一个油缸停顿一个油缸追赶的方式，达到输出长度相同后再同步倒出或倒入，让两油缸的伸出长度度误差始终保持在可以控制的误差范围内。
绞车同步工作原理：编码器安装在液压绞车的卷筒输出轴处，和卷筒同轴输出，卷筒旋转一圈，编码器旋转一圈，并将旋转的圈数提供给控制器(PLC)，起到检测、数据提供的作用。PLC能收集旋转编码器提供绞车卷筒旋转的数量并自动转换为高度并进行相互比较，PLC设定了高度比较值，一旦两吊点的高度差达到一定值时，将自动启动调平功能，由PLC控制液压比例控制多路阀和开关量的输出，再由比例控制多路阀调整液压绞车的油量输出大小，从而调节绞车的起升或下降速度，将两吊点之间的差值控制在许可的范围内。
GB型传感器可以提供模拟量的电流和电压输出，模拟输出信号与内置的圆环形磁铁的位置成正比例，GB型传感器与控制器(PLC)之间的连接、反馈时不需要在附加任何转换电路。
如图2、图3所示双吊点收放装置的同步控制方法如下，u(t)为控制器的输出，
u ( t ) = K p [ e ( t ) + 1 T i ∫ 0 t e ( t ) dt + T d de ( t ) dt ]
其中
e(t)为控制器的输入，为设定值与被控量之差，即e(t)＝r(t)-c(t))；
Kp为控制器的比例放大系数；
Ti为控制器的积分时间；
Td为控制器的微分时间；
u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值，离散的PID控制算法为：
u ( k ) = K p e ( k ) + K i Σ j = 0 k e ( j ) + K d [ e ( k ) - e ( k - 1 ) ]
其中
为积分系数，为微分系数
u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值；
e(k)为第k次采样时刻控制器的输入；
e(j)为第j次采样时刻控制器的输入；
e(k-1)为第k-1次采样时刻控制器的输入。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种双吊点收放装置同步检测电路，其特征在于,包括PLC(1)、GB型非接触式位移传感器(2)，所述GB型非接触式位移传感器(2)内置于收放油缸内，所述GB型非接触式位移传感器(2)的输出信号直接与PLC(1)相连。
2.如权利要求1所述的双吊点收放装置同步检测电路，其特征在于，还包括编码器(3)，所述编码器(3)安装在液压绞车的卷筒输出轴处，编码器(3)和卷筒同轴旋转，所述编码器(3)的输出信号与PLC(1)相连。
3.如权利要求2所述的双吊点收放装置同步检测电路，其特征在于，所述编码器(3)的型号为E6A2-C。
4.如权利要求2所述的双吊点收放装置同步检测电路，其特征在于，所述编码器(3)的型号为E6E3-C。
5.如权利要求2所述的双吊点收放装置同步检测电路，其特征在于，所述编码器(3)的型号为E6B2-C。
6.一种如权利要求1所述的双吊点收放装置同步检测电路的同步控制方法，u(t)为控制器的输出，
u ( t ) = K p [ e ( t ) + 1 T i ∫ 0 t e ( t ) dt + T d de ( t ) dt ]
式中
e(t)为控制器的输入，为设定值与被控量之差，即e(t)＝r(t)-c(t))；
Kp为控制器的比例放大系数；
Ti为控制器的积分时间；
Td为控制器的微分时间；
u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值，离散的PID控制算法为：
u ( k ) = K p e ( k ) + K i Σ j = 0 k e ( j ) + K d [ e ( k ) - e ( k - 1 ) ]
其中
u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值；
e(k)为第k次采样时刻控制器的输入；
e(j)为第j次采样时刻控制器的输入；
e(k-1)为第k-1次采样时刻控制器的输入。
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