CN105129610B - 一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法，其特点是采用表决算法对设置在门式起重机两侧门腿的数个编码器进行信号校验，当一侧门腿小于公差的编码器个数比大于公差的编码器个数多时，则判为光电编码器通过信号校验，由PLC根据门式起重机两侧门腿的编码器数值差异进行起重机大车行走的自动纠偏控制，反之则判为系统故障并报警，提示光电编码器有误差。本发明与现有技术相比具有数据可靠，减少了系统误报警，有效排除编码器的误码数据，尤其地面无需安装磁块，进一步降低了制造施工成本，避免了地基沉降轨道变形引起的误差，方便设备使用和维保，生产安全和效率大大提高。

Description

一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法

技术领域

本发明涉及起重机自动控制技术领域，尤其是一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法。

背景技术

大型门式起重机的主体为门架式结构，其两侧支腿的跨距通常大于50m，其一侧门腿与主梁固定安装，称为刚性腿，另外一侧门腿与主梁铰接安装，称为柔性腿，两侧门腿下部安装有大车行走机构。起重机两侧行走驱动电动机负载的差异和其他机电参数差异等因素，当起重机起动、制动及行走时，会造成刚性腿与柔性腿之间相对位置发生变化，造成主梁发生偏斜。当偏斜超过机械结构允许范围时，将影响起重机正常运行，并且对起重机结构造成破坏，严重时引起起重机脱轨和垮塌损毁。通常起重机设有纠偏装置，其将主梁偏斜量自动或手动控制在允许范围内，以保证设备的安全运行。

目前起重机大车的纠偏一般采用在两侧门腿下方的从动轮上各安装一套绝对值编码器，由PLC读取编码器数值，然后根据两侧编码器的数值差异，进行自动纠偏控制；在柔性门腿上方安装偏差超限限位开关，偏差极限值设为起重机跨度的3‰，如该限位开关动作，则表示自动纠偏能力不足或失灵，大车立刻断电停车，并发出声光信号，由驾驶人员实现手动纠偏，按钮操作，单边运行，至声光信号消失为止；在刚腿和柔腿侧各安装一个磁性感应开关，并在轨道内侧合适地方装磁性感应块，作为大车行走的校准。

现有技术存在的问题是：当单侧门腿安装一套编码器时，在实际应用中，经常发生编码器检测轮打滑或误报；地面校正用的磁感应块需要每25~50m安装一块，若800m轨道则需单侧安装16~32块，双侧最多可达64块，由于土建安装公差大于设备安装公差，这些磁感应块安装位置会有偏差，另外一方面，由于地基沉降、轨道变形等因素，在起重机使用一段时间后，磁感应块位置发生偏移；而磁性感应开关和感应块之间的间隙若超出其感应范围则发生信号丢失，即纠偏系统无法获取校正信号。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而设计一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法，采用多重表决算法对设置在门式起重机两侧门腿上的数个光电编码器进行信号校正，有效排除编码器的误码数据，PLC主机可根据编码器校正后的可靠数据进行大车行走机构的纠偏控制，大大减少了因编码器打滑等引起的测量误差，减少系统误报警，提高大车行走机构的同步性，而且地面无需安装磁块，进一步降低了制造施工成本，避免了地基沉降轨道变形引起的误差，方便设备使用和维保，降低司机作业强度，生产安全和效率大大提高。

本发明的目的是这样实现的：一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法，其特点是采用多重表决算法对设置在门式起重机两侧门腿且与PLC主机连接的数个光电编码器进行信号校验，通过校验的光电编码器将采集的数据输入纠偏系统，由PLC 根据门式起重机两侧门腿的编码器数值差异进行起重机大车行走的自动纠偏控制，所述设置在每侧门腿的数个光电编码器至少为三套，且分别设置在两侧门腿下方的从动轮上；所述PLC主机对输入的各光电编码器数据进行位置常数的计算，由位置常数进行误差计算，将各误差值与设定的公差进行比较，然后根据比较结果进行表决判断，当每侧门腿小于公差的测量点比大于公差的测量点个数多时，则判定为系统正常，光电编码器采集的数据进入纠偏系统，反之则判定为系统故障并报警，提示光电编码器有误差。

本发明与现有技术相比具有数据可靠，减少了系统误报警，有效排除编码器的误码数据，PLC主机可根据编码器校正后的可靠数据进行大车行走机构的纠偏控制，尤其地面无需安装磁块，进一步降低了制造施工成本，避免了地基沉降轨道变形引起的误差，方便设备使用和维保，降低司机作业强度，生产安全和效率大大提高。

附图说明

图1为本发明具体应用示意图；

图2为多重表决算法的流程图。

具体实施方式

实施例1

参阅附图1，本发明在两侧门腿下方的从动轮上单侧各安装三套光电对编码器（1#、2#、3#和1’ #、2’ #、3’ #）并接入PLC主机，即刚性门腿的从动轮上配置三套光电对编码器（1#、2#、3#），柔性门腿的从动轮上配置三套光电对编码器（1’ #、2’ #、3’ #）。

参阅附图1～附图2，以设置在刚性门腿一侧的三套光电编码器（1#、2#、3#）为例的表决算法如下：

（一）、位置常数计算

位置常数B=A₂+d₁；位置常数C=A₃+d₂

其中：d₁为1#光电编码器与2#光电编码器差值，d₁=A₁-A₂；

d₂为1#光电编码器与3#光电编码器差值，d₂=A₁-A₃；

A₁ 为1#光电编码器数值；

A₂为2#光电编码器数值；

A₃为3#光电编码器数值。

（二）、误差计算

按下述（a）、（b）、（c）和（d）式分别计算1#光电编码器与2#光电编码器的误差值S₁、1#光电编码器与3#光电编码器的误差值S₂、包括公差的2#光电编码器位置常数B₁和包括公差的3#光电编码器位置常数C₁。

S₁=A₁ – B （a）

S₂=A₁ - C （b）

B₁=B +S₁ （c）

C₁=C + S₂ （d）

三套光电编码器的安装完成后，其光电编码器的间距是固定值，即d₁和d₂为常量，当B=A₂+d₁，C=A₃+d₂，则有A₁=B=C。由于存在的系统性测量误差，在实际工程中不可能存在A₁=B=C，因此可设置测量公差S，若A₁与B、C的差值在测量公差S范围内，即可认为其相等，测量值超出公差S范围，即可认为其不相等。若S₁≯S；S₂≯S，则认为A₁= B₁= C₁；若S₁＞S；S₂＞S，,则认为A₁= B₁≠C₁（A₁= C₁≠B₁，A₁≠B₁≠C₁），其他情况类似。

（三）、表决判定

设备在运行中则有A₁= B₁= C₁、A₁= B₁≠C₁和A₁≠B₁≠C₁三种状况发生，采用三选二的表决判定方法，其中第一和第二种状况为表决通过，即S₁≯S；S₂≯S，则判定为系统正常，通过信号校验的三个光电编码器将采集的数据输入纠偏系统，由PLC 根据门式起重机两侧门腿的编码器数值差异进行起重机大车行走的自动纠偏控制。第三种状况为表决不通过，即S₁＞S；S₂＞S，则判定为系统故障并报警，提示光电编码器有误差。对于第一种状况，所有三套光电编码器数值一致，因此可以认为光电编码器的数值是真实反映了测量值，第一种状况表决通过是合理的。对于第二种状况，有一套光电编码器故障，第二种状况表决通过也是合理的。对于第三种状况，至少有二套光电编码器故障，说明发生系统故障，表决不通过，提示编码器有误差。

对于系统故障的概率分析，假设单套光电编码器的故障率（误读或打滑）为5%，则二套光电编码器同时发生故障概率为0.25%，而三套光电编码器同时发生故障概率为0.0125%，因此第三种状况为小概率事件，系统误报停机的可能性较低。

以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种基于多重表决算法的门式起重机大车纠偏方法，其特征在于采用多重表决算法对设置在门式起重机两侧门腿且与PLC主机连接的数个光电编码器进行信号校验，通过校验的光电编码器将采集的数据输入纠偏系统，由PLC 根据门式起重机两侧门腿的编码器数值差异进行起重机大车行走的自动纠偏控制，所述设置在每侧门腿的数个光电编码器至少为三套，且分别设置在两侧门腿下方的从动轮上；所述PLC主机对输入的各光电编码器数据进行位置常数的计算，由位置常数进行误差计算，将各误差值与设定的公差进行比较，然后根据比较结果进行表决判断，当每侧门腿小于公差的测量点比大于公差的测量点个数多时，则判定为系统正常，光电编码器采集的数据进入纠偏系统，反之则判定为系统故障并报警，提示光电编码器有误差。