CN110262214B - 起竖控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起竖控制系统，可靠性较高，其包括：多个接近开关，用于分别在起竖装置到达不同角度位置时生成对应的开关信号；角度编码器，用于采集起竖装置的实时角度信号；第一通用控制器和第二通用控制器，分别用于获取至少一个接近开关生成的开关信号，其至少一个还根据所获取的开关信号生成相应的控制指令；主控制器，用于接收实时角度信号、第一通用控制器和第二通用控制器获取的开关信号中的至少一个，生成相应的控制指令并发送至第一通用控制器和第二通用控制器中的至少一个；第一执行机构和第二执行机构，第一通用控制器、第二通用控制器还根据自身生成的控制指令或主控制器发送的控制指令对应控制第一执行机构、第二执行机构动作。

Description

起竖控制系统

技术领域

本发明涉及起竖控制技术领域，具体涉及一种起竖控制系统。

背景技术

在起竖控制领域，通常根据指标要求在规定时间、规定速度范围内，通过控制举升系统，将大型起竖装置由水平姿态切换为竖直姿态。该控制过程通过控制系统对液压及机械系统实行控制，按照一定策略在起竖流程的不同阶段执行对应动作。

而现有控制系统普遍采用单一控制策略，在装置起竖的不同姿态，将液压系统调整到对应压力、流量。若在某一阶段控制系统失效，则液压系统会保持当前压力、流量持续进行起竖动作，若流程需要减小压力、流量时无法执行相应控制操作，则会对系统带来不可预估的灾难性后果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种起竖控制系统，能够提高起竖控制的可靠性，降低系统的风险。

本发明采用的技术方案如下：

一种起竖控制系统，包括：多个接近开关，所述多个接近开关用于分别在起竖装置到达不同角度位置时生成对应的开关信号；角度编码器，所述角度编码器用于采集所述起竖装置的实时角度信号；第一通用控制器和第二通用控制器，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器分别与所述多个接近开关中的至少一个相连，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器分别用于获取至少一个接近开关生成的开关信号，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器中的至少一个还用于根据所获取的开关信号生成相应的控制指令；主控制器，所述主控制器分别与所述角度编码器、所述第一通用控制器和所述第二通用控制器相连，所述主控制器用于接收所述角度编码器采集的实时角度信号、所述第一通用控制器获取的开关信号和所述第二通用控制器获取的开关信号中的至少一个，并根据所述角度编码器采集的实时角度信号、所述第一通用控制器获取的开关信号和所述第二通用控制器获取的开关信号中的至少一个生成相应的控制指令，以及将所生成的控制指令发送至所述第一通用控制器和所述第二通用控制器中的至少一个；第一执行机构，所述第一执行机构与所述第一通用控制器相连，所述第一通用控制器还用于根据自身生成的控制指令或所述主控制器发送的控制指令控制所述第一执行机构动作；第二执行机构，所述第二执行机构与所述第二通用控制器相连，所述第二通用控制器还用于根据自身生成的控制指令或所述主控制器发送的控制指令控制所述第二执行机构动作。

所述多个接近开关安装于所述起竖装置的尾部。

所述角度编码器安装于所述起竖装置的回转轴上。

所述主控制器通过CANopen总线与所述角度编码器、所述第一通用控制器和所述第二通用控制器相连。

所述第一执行机构和所述第二执行机构均包括液压电磁阀，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器对应调整液压电磁阀的液压压力流量以实现起竖速度和姿态控制。

所述的起竖控制系统包括4个接近开关，4个接近开关分别在起竖装置到达0°、67°、87°、90°位置时生成对应的开关信号。

所述第一通用控制器和所述第二通用控制器均与0°、67°、87°、90°对应的接近开关相连，以获取起竖装置到达0°、67°、87°、90°位置时生成的开关信号。

所述第一通用控制器与67°、87°和90°对应的接近开关相连，以获取起竖装置到达67°、87°和90°位置时生成的开关信号，所述第二通用控制器与0°和87°对应的姿态近接开关相连，以获取起竖装置到达0°和87°位置时生成的开关信号。

所述第一执行机构或所述第二执行机构在所述起竖装置到达0°～67°、67°～87°、87°～90°的角度区间时分别执行不同的动作。

所述第一通用控制器或所述第二通用控制器根据起竖装置到达87°位置时生成的开关信号生成相应的控制指令。

本发明的有益效果：

根据本发明实施例的起竖控制系统，通过设置多个接近开关和角度编码器进行双冗余的起竖角度采集，通过设置主控制器和通用控制器进行双冗余的控制指令生成，通过设置两个通用控制器对应连接两个执行机构进行双冗余的起竖动作执行，由此，系统组成相对简单，能够提高起竖控制的可靠性，降低系统的风险。

附图说明

图1为本发明实施例的起竖控制系统的方框示意图；

图2为本发明一个实施例的起竖控制系统的方框示意图。

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。

如图1所示，本发明实施例的起竖控制系统，包括多个接近开关10、角度编码器20、第一通用控制器30、第二通用控制器40、主控制器50、第一执行机构60和第二执行机构70。其中，多个接近开关10用于分别在起竖装置到达不同角度位置时生成对应的开关信号；角度编码器20用于采集起竖装置的实时角度信号；第一通用控制器30和第二通用控制器40分别与多个接近开关10中的至少一个相连，第一通用控制器30和第二通用控制器40分别用于获取至少一个接近开关10生成的开关信号，第一通用控制器30和第二通用控制器40中的至少一个还用于根据所获取的开关信号生成相应的控制指令；主控制器50分别与角度编码器20、第一通用控制器30和第二通用控制器40相连，主控制器50用于接收角度编码器20采集的实时角度信号、第一通用控制器30获取的开关信号和第二通用控制器40获取的开关信号中的至少一个，并根据角度编码器20采集的实时角度信号、第一通用控制器30获取的开关信号和第二通用控制器40获取的开关信号中的至少一个生成相应的控制指令，以及将所生成的控制指令发送至第一通用控制器30和第二通用控制器40中的至少一个；第一执行机构60与第一通用控制器30相连，第一通用控制器30还用于根据自身生成的控制指令或主控制器50发送的控制指令控制第一执行机构60动作；第二执行机构70与第二通用控制器40相连，第二通用控制器40还用于根据自身生成的控制指令或主控制器50发送的控制指令控制第二执行机构70动作。

在本发明的一个实施例中，多个接近开关10可安装于起竖装置的尾部。在本发明的一个具体实施例中，起竖控制系统包括4个接近开关10，4个接近开关10分别在起竖装置到达0°、67°、87°、90°位置时生成对应的开关信号。举例而言，0°、67°、87°、90°的接近开关10可分别对应在起竖装置到达小于0°、67°、87°、90°位置时处于断开状态，并在起竖装置到达等于或大于0°、67°、87°、90°位置时处于闭合状态。4个接近开关10的状态，即开关信号可由与其相连的第一通用控制器30和/或第二通用控制器40采集，并发送至主控制器50。

在本发明的一个实施例中，角度编码器20可安装于起竖装置的回转轴上。角度编码器20可采集起竖装置当前的实时角度值，并发送至主控制器50。

在本发明的一个实施例中，主控制器50通过CANopen总线与角度编码器20、第一通用控制器30和第二通用控制器40相连，以通过CANopen总线进行接近开关状态、实时角度值的接收和控制指令的发送。

在本发明的一个实施例中，第一执行机构60和第二执行机构70可均包括液压电磁阀，第一通用控制器30和第二通用控制器40对应调整液压电磁阀的液压压力流量以实现起竖速度和姿态控制。

在本发明的一个实施例中，第一通用控制器30和第二通用控制器40可获取0°、67°、87°、90°共4个位置对应的开关信号，第一执行机构60或第二执行机构70在起竖装置到达0°～67°、67°～87°、87°～90°的角度区间时可分别执行不同的动作。

在本发明的一个实施例中，第一通用控制器30和第二通用控制器40可将所获取的上述4个位置对应的开关信号发送至主控制器50，主控制器50综合第一通用控制器30和第二通用控制器40获取的开关信号和角度编码器20采集的实时角度信号来判断起竖装置当前的起竖角度区间，并选择与当前的起竖角度区间相对应的控制策略来控制第一执行机构60和第二执行机构70。具体地，如果0°接近开关闭合且67°接近开关断开，或者起竖装置当前的实时角度值处于[0°，67°)区间，则可按一档控制策略控制第一执行机构60和第二执行机构70执行相应动作；如果67°接近开关闭合且87°接近开关断开，或者起竖装置当前的实时角度值处于[67°，87°)区间，则可按二档控制策略控制第一执行机构60和第二执行机构70执行相应动作；如果87°接近开关闭合且90°接近开关断开，或者起竖装置当前的实时角度值处于[87°，90°)区间，则可按三档控制策略控制第一执行机构60和第二执行机构70执行相应动作；如果90°接近开关闭合，或者起竖装置当前的实时角度值大于等于90°，则可按起竖到位来控制第一执行机构60和第二执行机构70执行相应动作。由此，起竖流程控制策略采用接近开关和角度编码器双冗余的角度采集方案，在任意一组角度传感器失效的情况下都可以快速准确地判断当前起竖装置所在的角度区间，并按照对应档位控制执行机构执行相应动作，保证控制系统的可靠性。

在本发明的一个实施例中，第一通用控制器30和第二通用控制器40可均与0°、67°、87°、90°对应的接近开关10相连，以获取起竖装置到达0°、67°、87°、90°位置时生成的开关信号。这种与接近开关的连接方式可以在任意一个通用控制器失效的情况下，由另一个正常的通用控制器实现开关信号的采集和机构控制，能够提高系统的可靠性，降低系统风险。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第一通用控制器30可与67°、87°和90°对应的接近开关相连，以获取起竖装置到达67°、87°和90°位置时生成的开关信号，第二通用控制器40可与0°和87°对应的姿态近接开关相连，以获取起竖装置到达0°和87°位置时生成的开关信号。其中，87°位置为起竖流程关键位置，第一通用控制器30或第二通用控制器40可根据起竖装置到达87°位置时生成的开关信号生成相应的控制指令。举例而言，第一通用控制器30可将所获取的开关信号发送至主控制器50，以供主控制器50判断和生成控制指令；第二通用控制器40可直接采集87°接近开关的开关信号，并根据87°接近开关的当前开关信号直接控制第二执行机构70，完成对应的控制操作。该种控制方式对起竖流程关键位置进行额外采集，在不增加通用控制器的前提下，可不借助主控制器50实现独立控制，在主控制器50失效或第一通用控制器30失效时，可以保证对系统的最低控制能力，保障系统安全，提高系统的可靠性。

根据本发明实施例的起竖控制系统，通过设置多个接近开关和角度编码器进行双冗余的起竖角度采集，通过设置主控制器和通用控制器进行双冗余的控制指令生成，通过设置两个通用控制器对应连接两个执行机构进行双冗余的起竖动作执行，由此，系统组成相对简单，能够提高起竖控制的可靠性，降低系统的风险。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种起竖控制系统，其特征在于，包括：

多个接近开关，所述多个接近开关用于分别在起竖装置到达不同角度位置时生成对应的开关信号；

角度编码器，所述角度编码器用于采集所述起竖装置的实时角度信号；

第一通用控制器和第二通用控制器，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器分别与所述多个接近开关中的至少一个相连，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器分别用于获取至少一个接近开关生成的开关信号，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器中的至少一个还用于根据所获取的开关信号生成相应的控制指令；

主控制器，所述主控制器分别与所述角度编码器、所述第一通用控制器和所述第二通用控制器相连，所述主控制器用于接收所述角度编码器采集的实时角度信号、所述第一通用控制器获取的开关信号和所述第二通用控制器获取的开关信号中的至少一个，并根据所述角度编码器采集的实时角度信号、所述第一通用控制器获取的开关信号和所述第二通用控制器获取的开关信号中的至少一个生成相应的控制指令，以及将所生成的控制指令发送至所述第一通用控制器和所述第二通用控制器中的至少一个；

第一执行机构，所述第一执行机构与所述第一通用控制器相连，所述第一通用控制器还用于根据自身生成的控制指令或所述主控制器发送的控制指令控制所述第一执行机构动作；

第二执行机构，所述第二执行机构与所述第二通用控制器相连，所述第二通用控制器还用于根据自身生成的控制指令或所述主控制器发送的控制指令控制所述第二执行机构动作。

2.根据权利要求1所述的起竖控制系统，其特征在于，所述多个接近开关安装于所述起竖装置的尾部。

3.根据权利要求1所述的起竖控制系统，其特征在于，所述角度编码器安装于所述起竖装置的回转轴上。

4.根据权利要求1所述的起竖控制系统，其特征在于，所述主控制器通过CANopen总线与所述角度编码器、所述第一通用控制器和所述第二通用控制器相连。

5.根据权利要求1所述的起竖控制系统，其特征在于，所述第一执行机构和所述第二执行机构均包括液压电磁阀，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器对应调整液压电磁阀的液压压力流量以实现起竖速度和姿态控制。

6.根据权利要求1所述的起竖控制系统，其特征在于，包括4个接近开关，4个接近开关分别在起竖装置到达0°、67°、87°、90°位置时生成对应的开关信号。

7.根据权利要求6所述的起竖控制系统，其特征在于，所述第一通用控制器和所述第二通用控制器均与0°、67°、87°、90°对应的接近开关相连，以获取起竖装置到达0°、67°、87°、90°位置时生成的开关信号。

8.根据权利要求6所述的起竖控制系统，其特征在于，所述第一通用控制器与67°、87°和90°对应的接近开关相连，以获取起竖装置到达67°、87°和90°位置时生成的开关信号，所述第二通用控制器与0°和87°对应的姿态近接开关相连，以获取起竖装置到达0°和87°位置时生成的开关信号。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的起竖控制系统，其特征在于，所述第一执行机构或所述第二执行机构在所述起竖装置到达0°～67°、67°～87°、87°～90°的角度区间时分别执行不同的动作。

10.根据权利要求8所述的起竖控制系统，其特征在于，所述第一通用控制器或所述第二通用控制器根据起竖装置到达87°位置时生成的开关信号生成相应的控制指令。

Images