CN109189064A - 一种双电机双绳清洁小车的驱动系统和驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电机双绳清洁小车的驱动系统和驱动方法，驱动系统包括：供电电源模块、开关电源模块、终端控制器、雨滴感应器、GPRS远程控制模块、手机APP客户端以及现场系统。其通过利用终端控制器控制主电机和从电机正转反转运行，从而控制清扫小车在光伏阵列上来回清扫，实现了自动清扫的功能，清扫效率高，省时省力；其通过雨滴感应器感应下雨或者通过GPRS远程控制模块接收终端向终端控制器发送启动运行信号，终端控制器再控制主从电机工作，不需要工作人员奔赴现场操作，智能化程度高。

Description

一种双电机双绳清洁小车的驱动系统和驱动方法

技术领域：

本发明属于控制设备技术领域，具体是涉及一种双电机双绳清洁小车的驱动系统和驱动方法。

背景技术：

光伏电站大多安装在写字楼、厂房、大棚屋顶等场所，且每个光伏电站的安装较为分散，因此，操作管理人员面对多个屋顶或者不同地区的光伏电站的管理难度较大，尤其是天气恶劣条件下，灰尘、树叶以及雨水等落在光伏板上，影响光伏电站发电量及其使用寿命。

现有的用于光伏电站的清扫方式主要采用人工清扫，但是清扫人员的人身安全无法得到充分保障，且人工清扫的方式也无法做到随时清扫，清扫效率低、智能化程度低。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于光伏电站的清扫方式采用人工清扫，清扫效率低、智能化程度低，从而提出一种双电机双绳清洁小车的驱动系统和驱动方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种双电机双绳清洁小车的驱动系统，包括：供电电源模块、开关电源模块、终端控制器、雨滴感应器、GPRS远程控制模块、客户端以及现场系统，供电电源模块与开关电源模块连接，开关电源模块分别与雨滴感应器、终端控制器、GPRS远程控制模块连接，终端控制器分别与雨滴感应器、GPRS远程控制模块、现场系统连接，客户端与GPRS远程控制模块通讯连接。

所述现场系统包括清扫小车、主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关、第四限位开关、第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器，主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关、第四限位开关、第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器分别与终端控制器连接，清扫小车设置在光伏阵列的上方，主电机、从电机、第一限位开关、第三限位开关设置在清扫小车的左侧，第一辅电机、第二辅电机、第二限位开关、第四限位开关设置在所述清扫小车的右侧，主电机连接第一编码器，从电机连接第三编码器，第一辅电机连接第二编码器，第二辅电机连接第四编码器。

作为上述技术方案的优选，所述主电机和第一张紧部通过第一钢丝绳与所述清洁小车的第一端连接，所述主电机与所述第一钢丝绳的连接处设置有第一卷筒，所述第一辅电机设置在第一张紧部件上，第一辅电机用于调节第一张紧部件的张紧力，所述第一钢丝绳上设置有若干第一转角轮。

作为上述技术方案的优选，所述从电机和第二张紧部通过第二钢丝绳与所述清洁小车的第二端连接，所述从电机与所述第二钢丝绳的连接处设置有第二卷筒，所述第二辅电机设置在第二张紧部件上，第二辅电机用于调节第二张紧部件的张紧力，所述第二钢丝绳上设置有若干第二转角轮。

作为上述技术方案的优选，所述现场系统为多套，多套所述现场系统分别与所述终端控制器连接。

作为上述技术方案的优选，所述供电电源模块提供AC220V电压，所述开关电源模块用于将AC220V电压转换为DC24V电压。

一种双电机双绳清洁小车的驱动方法，包括如下步骤：

S1：判断清扫小车是否处于起始位置，若处于起始位置，则发送准备就绪信号给终端控制器。否则，维修人员现场检测设备并进行修复后重新进入步骤S1。

S2：终端控制器发送准备就绪指令给雨滴感应器。

S3：雨滴感应器接收终端控制器发送的准备就绪指令并感应是否下雨，若下雨，雨滴感应器向终端控制器发送启动运行信号并进入步骤S5。否则，终端控制器发送准备就绪指令给GPRS远程控制模块并进入步骤S4。

S4：GPRS远程控制模块接收终端控制器发送的准备就绪指令后，GPRS远程控制模块判断是否接收到手机APP客户端发送的操作指令，若是，GPRS远程控制模块向终端控制器发送启动运行信号并进入步骤S5。否则，返回步骤S3。

S5：终端控制器接收启动运行信号后向主电机和从电机发送正转运行信号，使得主电机和从电机正转运行，清扫小车开始动作，清扫小车离开第一限位开关和第三限位开关并向光伏阵列的右边运动，直至清扫小车到达第二限位开关和第四限位开关并触发第二限位开关信号和第四限位开关信号，第二限位开关将第二限位开关信号发送给终端控制器，第四限位开关将第四限位开关信号发送给终端控制器。

S6：终端控制器接收第二限位开关信号和第四限位开关信号后控制主电机和从电机同时停止正转运行，并且自动延迟1秒后，终端控制器向主电机和从电机发送反转运行信号，使得主电机和从电机反转运行，清扫小车离开第二限位开关和第四限位开关并向光伏阵列的左边运动，直至清扫小车到达第一限位开关和第三限位开关并触发第一限位开关信号和第三限位开关信号，第一限位开关将第一限位开关信号发送给终端控制器，第三限位开关将第三限位开关信号发送给终端控制器。

S7：终端控制器接收第一限位开关信号和第三限位开关信号后控制主电机和从电机同时停止反转运行，此时清扫小车位于起始位置，一次运行结束。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S1中，利用终端控制器检测第一限位开关信号和第三限位开关信号来判断清扫小车是否处于起始位置，若第一限位开关信号和第三限位开关信号均处于闭合状态，则表示清扫小车处于起始位置，若第一限位开关和第三限位开关有一个不处于闭合状态或者同时不处于闭合状态，则表示清扫小车未处于起始位置。

作为上述技术方案的优选，所述步骤S4中，手机APP客户端发送的操作指令包括操作人员在手机APP客户端上按键操作设置的实时操作命令和定时操作命令。

本发明的有益效果在于：其通过利用终端控制器控制主电机和从电机正转反转运行，从而控制清扫小车在光伏阵列上来回清扫，实现了自动清扫的功能，清扫效率高，省时省力。其通过雨滴感应器感应下雨或者是通过GPRS远程控制模块接收终端向终端控制器发送启动运行信号，终端控制器再控制主从电机工作，不需要工作人员奔赴现场操作，智能化程度高。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的一种双电机双绳清洁小车的驱动系统原理图；

图2为本发明一个实施例的现场系统示意图；

图3为本发明一个实施例的一种双电机双绳清洁小车的驱动系统控制流程图；

图4为本发明一个实施例的一种各电机逻辑控制流程图。

图中符号说明：

1-清扫小车，2-光伏阵列，3-主电机、4-从电机、5-第一辅电机、6-第二辅电机、7-第一限位开关、8-第二限位开关、9-第三限位开关、10-第四限位开关、11-第一钢丝绳，12-第一卷筒，13-第一张紧部件，14-第一转角轮，15-第二钢丝绳，16-第二卷筒，17-第二张紧部件，18-第二转角轮。

具体实施方式：

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种双电机双绳清洁小车的驱动系统，包括：供电电源模块、开关电源模块、终端控制器、雨滴感应器、GPRS远程控制模块、客户端以及现场系统，供电电源模块与开关电源模块连接，开关电源模块分别与雨滴感应器、终端控制器、GPRS远程控制模块连接，终端控制器分别与雨滴感应器、GPRS远程控制模块、现场系统连接，客户端与GPRS远程控制模块通讯连接。

如图2所示，所述现场系统包括清扫小车1、主电机3、从电机4、第一辅电机5、第二辅电机6、第一限位开关7、第二限位开关8、第三限位开关9、第四限位开关10、第一编码器(图中未示出)、第二编码器(图中未示出)、第三编码器(图中未示出)、第四编码器(图中未示出)，主电机3、从电机4、第一辅电机5、第二辅电机6、第一限位开关7、第二限位开关8、第三限位开关9、第四限位开关10、第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器分别与终端控制器连接，清扫小车1设置在光伏阵列2的上方，主电机3、从电机4、第一限位开关7、第三限位开关9设置在清扫小车1的左侧，第一辅电机5、第二辅电机6、第二限位开关8、第四限位开关10设置在所述清扫小车的右侧，主电机3连接第一编码器，从电机4连接第三编码器，第一辅电机5连接第二编码器，第二辅电机6连接第四编码器。

所述主电机3与第一张紧部件13通过第一钢丝绳11与所述清洁小车1的第一端连接，所述主电机3与所述第一钢丝绳5的连接处设置有第一卷筒12，所述第一辅电机5设置在第一张紧部件13上，第一辅电机5用于调节第一张紧部件13的张紧力，所述第一钢丝绳11上设置有若干第一转角轮14。所述从电机4与所第二张紧部件17通过第二钢丝绳15与所述清洁小车1的第二端连接，所述从电机4与所述第二钢丝绳15的连接处设置有第二卷筒16，所述第二辅电机6设置在第二张紧部件17上，第二辅电机6用于调节第二张紧部件17的张紧力，所述第二钢丝绳15上设置有若干第二转角轮18。

所述现场系统为多套，多套所述现场系统分别与所述终端控制器连接。一套控制系统控制多套现场设备，控制简洁有效，成本低廉，便于安装和维护。

所述供电电源模块提供AC220V电压，所述开关电源模块用于将AC220V电压转换为DC24V电压。

实施例2

如图3所示，本实施例提供一种双电机双绳清洁小车的驱动方法，特征在于，包括如下步骤：

S1：判断清扫小车是否处于起始位置，若处于起始位置，则发送准备就绪信号给终端控制器。否则，维修人员现场检测设备并进行修复后重新进入步骤S1。

所述步骤S1中，利用终端控制器检测第一限位开关信号和第三限位开关信号来判断清扫小车是否处于起始位置，若第一限位开关信号和第三限位开关信号均处于闭合状态，则表示清扫小车处于起始位置，若第一限位开关和第三限位开关有一个不处于闭合状态或者同时不处于闭合状态，则表示清扫小车未处于起始位置。

S2：终端控制器发送准备就绪指令给雨滴感应器。

S3：雨滴感应器接收终端控制器发送的准备就绪指令并感应是否下雨，若下雨，雨滴感应器向终端控制器发送启动运行信号并进入步骤S5。否则，终端控制器发送准备就绪指令给GPRS远程控制模块并进入步骤S4。

实际操作时，雨滴感应器能调节感应雨滴的数量，达到不同雨量触发启动运行信号。由于不同环境光伏板上的灰尘量不同，不同时间下雨量也不同，导致我公司智能清洁小车清洁效果不同。我们要求针对不同项目时能调节下雨时智能清洁小车的工作时间，达到最佳清洁效果。例：山东某项目，需要大雨时清洁效果最佳，而浙江某项目需要微量雨滴时效果最佳。

S4：GPRS远程控制模块接收终端控制器发送的准备就绪指令后，GPRS远程控制模块判断是否接收到手机APP客户端发送的操作指令，若是，GPRS远程控制模块向终端控制器发送启动运行信号并进入步骤S5。否则，返回步骤S3。

所述步骤S4中，手机APP客户端发送的操作指令包括操作人员在手机APP客户端上按键操作设置的实时操作命令和定时操作命令。

S5：终端控制器接收启动运行信号后向主电机和从电机发送正转运行信号，使得主电机和从电机正转运行，清扫小车开始动作，清扫小车离开第一限位开关和第三限位开关并向光伏阵列的右边运动，直至清扫小车到达第二限位开关和第四限位开关并触发第二限位开关信号和第四限位开关信号，第二限位开关将第二限位开关信号发送给终端控制器，第四限位开关将第四限位开关信号发送给终端控制器。

S6：终端控制器接收第二限位开关信号和第四限位开关信号后控制主电机和从电机同时停止正转运行，并且自动延迟1秒后，终端控制器向主电机和从电机发送反转运行信号，使得主电机和从电机反转运行，清扫小车离开第二限位开关和第四限位开关并向光伏阵列的左边运动，直至清扫小车到达第一限位开关和第三限位开关并触发第一限位开关信号和第三限位开关信号，第一限位开关将第一限位开关信号发送给终端控制器，第三限位开关将第三限位开关信号发送给终端控制器。

S7：终端控制器接收第一限位开关信号和第三限位开关信号后控制主电机和从电机同时停止反转运行，此时清扫小车位于起始位置，一次运行结束。

如图4所示，本实施例还给出了各电机逻辑控制流程如下：

T1：清扫小车准备就绪，限位开关闭合触发。

T2：终端控制器启动主电机信号和从电机信号，此时第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器准备就绪。

T3：主电机运行，从电机运行，清扫小车开始运动，第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器分别开始计数。

T4：比较第一编码器和第二编码器每分钟脉冲数是否相同，并进入步骤T5；同时比较第二编码器和第四编码器每分钟脉冲数是否相同，并进入步骤T6；同时比较第三编码器和第四编码器每分钟脉冲数是否相同，并进入步骤T7。

T5：若第一编码器和第二编码器每分钟脉冲数相同，则第一辅电机不工作；否则，第一辅电机工作，调节张紧力。

第一辅电机工作一段时间后再次比较第一编码器和第二编码器每分钟脉冲数是否相同，若相同，则第一辅电机不工作；否不相同，则判断第一辅电机是否工作超过30秒，若是，则主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机都停机，维修人员现场检查。

T6：若第二编码器和第四编码器每分钟脉冲数相同，则所有电机保持原始速度，直至清扫小车平稳运行到另一侧的限位开关后出发限位，主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机停机。

若第二编码器和第四编码器每分钟脉冲数不相同，则比较第二编码器和第四编码器具体脉冲数量，若第二编码器脉冲数量小于第四编码器脉冲数量，则从电机减速，减速工作范围：0-60秒，超出加速时间后，主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机停机，维修人员现场检查；若第二编码器脉冲数量大于第四编码器脉冲数量，则从电机加速，加速工作范围：0-60秒，超出加速时间后，主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机停机，维修人员现场检查；若第二编码器脉冲数量等于第四编码器脉冲数量，所有电机保持原始速度，直至清扫小车平稳运行到另一侧的限位开关后出发限位，主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机停机。

T7：若第三编码器和第四编码器每分钟脉冲数相同，则第二辅电机不工作；否则，第二辅电机工作，调节张紧力。

第二辅电机工作一段时间后再次比较第三编码器和第四编码器每分钟脉冲数是否相同，若相同，则第二辅电机不工作；否不相同，则判断第二辅电机是否工作超过30秒，若是，则主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机都停机，维修人员现场检查。

在本实施例中，雨滴感应器发出的启动运行信号为最高优先级，优先级在手机APP客户端的实时操作和定时操作之上。原因：刚下雨时清洁效果最佳。

雨滴感应器发出的启动运行信号为一次动作信号，即清洁小车来回一个动作后即停止，不会因为持续下雨保持往复动作。此信号24小时触发一次，即当前一次动作结束后，相隔几小时再次下雨也不会动作。原因：光伏板在前一次清洁小车运动后，已经清洁完成，无需再次清洁。

图3以及本实施例中的驱动方法显示为一套控制系统控制一套现场系统，然而由于一个终端控制器可以分别控制多套现场系统，故实际上一套控制器可以分别同时控制多套机组，本实施例中不予赘述。

本实施例所述的一种双电机双绳清洁小车的驱动系统，包括：供电电源模块、开关电源模块、终端控制器、雨滴感应器、GPRS远程控制模块、手机APP客户端以及现场系统。其通过利用终端控制器控制主电机和从电机正转反转运行，从而控制清扫小车在光伏阵列上来回清扫，实现了自动清扫的功能，清扫效率高，省时省力；其通过雨滴感应器感应下雨或者是通过GPRS远程控制模块接收终端向终端控制器发送启动运行信号，终端控制器再控制主从电机工作，不需要工作人员奔赴现场操作，智能化程度高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种双电机双绳清洁小车的驱动系统，其特征在于，包括：供电电源模块、开关电源模块、终端控制器、雨滴感应器、GPRS远程控制模块、客户端以及现场系统，供电电源模块与开关电源模块连接，开关电源模块分别与雨滴感应器、终端控制器、GPRS远程控制模块连接，终端控制器分别与雨滴感应器、GPRS远程控制模块、现场系统连接，客户端与GPRS远程控制模块通讯连接；

所述现场系统包括清扫小车、主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关、第四限位开关、第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器，主电机、从电机、第一辅电机、第二辅电机、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关、第四限位开关、第一编码器、第二编码器、第三编码器、第四编码器分别与终端控制器连接，清扫小车设置在光伏阵列的上方，主电机、从电机、第一限位开关、第三限位开关设置在清扫小车的左侧，第一辅电机、第二辅电机、第二限位开关、第四限位开关设置在所述清扫小车的右侧，主电机连接第一编码器，从电机连接第三编码器，第一辅电机连接第二编码器，第二辅电机连接第四编码器。

2.根据权利要求1所述的双电机双绳清洁小车的驱动系统，其特征在于：所述主电机和第一张紧部通过第一钢丝绳与所述清洁小车的第一端连接，所述主电机与所述第一钢丝绳的连接处设置有第一卷筒，所述第一辅电机设置在第一张紧部件上，第一辅电机用于调节第一张紧部件的张紧力，所述第一钢丝绳上设置有若干第一转角轮。

3.根据权利要求1所述的双电机双绳清洁小车的驱动系统，其特征在于：所述从电机和第二张紧部通过第二钢丝绳与所述清洁小车的第二端连接，所述从电机与所述第二钢丝绳的连接处设置有第二卷筒，所述第二辅电机设置在第二张紧部件上，第二辅电机用于调节第二张紧部件的张紧力，所述第二钢丝绳上设置有若干第二转角轮。

4.根据权利要求1所述的双电机双绳清洁小车的驱动系统，其特征在于：所述现场系统为多套，多套所述现场系统分别与所述终端控制器连接。

5.根据权利要求1所述的双电机双绳清洁小车的驱动系统，其特征在于：所述供电电源模块提供AC220V电压，所述开关电源模块用于将AC220V电压转换为DC24V电压。

6.一种双电机双绳清洁小车的驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：判断清扫小车是否处于起始位置，若处于起始位置，则发送准备就绪信号给终端控制器；否则，维修人员现场检测设备并进行修复后重新进入步骤S1；

S2：终端控制器发送准备就绪指令给雨滴感应器；

S3：雨滴感应器接收终端控制器发送的准备就绪指令并感应是否下雨，若下雨，雨滴感应器向终端控制器发送启动运行信号并进入步骤S5；否则，终端控制器发送准备就绪指令给GPRS远程控制模块并进入步骤S4；

S4：GPRS远程控制模块接收终端控制器发送的准备就绪指令后，GPRS远程控制模块判断是否接收到手机APP客户端发送的操作指令，若是，GPRS远程控制模块向终端控制器发送启动运行信号并进入步骤S5；否则，返回步骤S3；

S5：终端控制器接收启动运行信号后向主电机和从电机发送正转运行信号，使得主电机和从电机正转运行，清扫小车开始动作，清扫小车离开第一限位开关和第三限位开关并向光伏阵列的右边运动，直至清扫小车到达第二限位开关和第四限位开关并触发第二限位开关信号和第四限位开关信号，第二限位开关将第二限位开关信号发送给终端控制器，第四限位开关将第四限位开关信号发送给终端控制器；

S6：终端控制器接收第二限位开关信号和第四限位开关信号后控制主电机和从电机同时停止正转运行，并且自动延迟1秒后，终端控制器向主电机和从电机发送反转运行信号，使得主电机和从电机反转运行，清扫小车离开第二限位开关和第四限位开关并向光伏阵列的左边运动，直至清扫小车到达第一限位开关和第三限位开关并触发第一限位开关信号和第三限位开关信号，第一限位开关将第一限位开关信号发送给终端控制器，第三限位开关将第三限位开关信号发送给终端控制器；

S7：终端控制器接收第一限位开关信号和第三限位开关信号后控制主电机和从电机同时停止反转运行，此时清扫小车位于起始位置，一次运行结束。

7.根据权利要求6所述的双电机双绳清洁小车的驱动方法，其特征在于：所述步骤S1中，利用终端控制器检测第一限位开关信号和第三限位开关信号来判断清扫小车是否处于起始位置，若第一限位开关信号和第三限位开关信号均处于闭合状态，则表示清扫小车处于起始位置，若第一限位开关和第三限位开关有一个不处于闭合状态或者同时不处于闭合状态，则表示清扫小车未处于起始位置。

8.根据权利要求6所述的双电机双绳清洁小车的驱动方法，其特征在于：所述步骤S4中，手机APP客户端发送的操作指令包括操作人员在手机APP客户端上按键操作设置的实时操作命令和定时操作命令。