CN111392605B - 缆机起升机构防溜钩保护的控制方法和缆机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缆机起升机构防溜钩保护的控制方法和缆机，当运行信号停止时，延时第一预设时间，无条件投入工作制动器进行制动；当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升机构的起升电机运行持续第二预设时间，持续第二预设时间结束后投入工作制动器和安全制动器进行制动；若检测到工作制动器失电后未迅速夹紧抱闸，在延时第三预设时间后投入安全制动器进行制动；若检测到工作制动器失电后迅速夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后投入安全制动器进行制动。本发明有益之处在于能够有效防止溜钩。

Description

缆机起升机构防溜钩保护的控制方法和缆机
技术领域
本发明涉及一种缆机，具体涉及缆索起重机电气控制领域的缆机起升机构防溜钩保护的控制方法。
背景技术
缆机又称缆索起重机，主要应用于水电站大坝建设。
缆机运行的安全性是一个最重要的问题，其中起升机构的溜钩故障(在起升机构电机停机时，制动器未能正常抱闸，致起升机构所拖动的吊钩及重物失控下坠，称作溜钩)始终是安全隐患，不能解决好这一问题将对设备安全和工程进度带来极为不利影响。通常的设计是工作制动器随机构运行指令打开关闭，若出现紧急情况(包括溜钩)则由操作人员按紧急停机按钮停机，快速同时关闭工作制动器和安全制动器，这种操作依赖人工反应。研究防止溜钩故障发生及消除故障造成的危害，对缆索起重机的应用具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种缆机起升机构防溜钩保护的控制方法和缆机，通过对工作制动器以及安全制动器的控制确保在发生故障时可靠地关闭工作制动器和安全制动器，防止溜钩。
为了实现上述目标，本发明采用如下方案：
一种缆机起升机构防溜钩保护的控制方法，包括：
当运行信号停止时，延时第一预设时间，无条件投入工作制动器进行制动；
当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升机构的起升电机运行持续第二预设时间，若制动器允许信号仍得电则持续第二预设时间结束后投入工作制动器和安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后未迅速夹紧抱闸，在延时第三预设时间后投入安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后迅速夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后投入安全制动器进行制动。
进一步地，第一预设时间T1为5s；第二预设时间T2为1.2s；第三预设时间T3为0.2s；第四预设时间T4为0.1s。
进一步地，第一预设速度为20％的额定速度；第二预设速度为10％的额定速度。
一种缆机，包括：起升机构和用于对起升机构进行控制的PLC控制器；起升机构包括：用于升降货物的起升电机、在正常使用时进行制动的工作制动器和在紧急情况下进行制动的安全制动器；
当运行信号停止时，延时第一预设时间，PLC控制器控制工作制动器进行制动；
当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升电机运行持续第二预设时间，若制动器允许信号仍得电则持续第二预设时间结束后PLC控制器控制工作制动器和安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后未夹紧抱闸，在延时第三预设时间后PLC控制器控制安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后PLC控制器控制安全制动器进行制动。
进一步地，第一预设时间为5s；第二预设时间为1.2s；第三预设时间为0.2s；第四预设时间为0.1s。
进一步地，第一预设速度为20％的额定速度；第二预设速度为10％的额定速度。
进一步地，缆机还包括用于为起升电机进行测速的测速编码器。
进一步地，工作制动器采用双接触器串联形式。
进一步地，在正常停车时，在起升电机的速度下降到预设的抱闸转速后，才允许抱闸，工作制动器进行制动。
进一步地，在起升电机启动时，起升电机建立转矩后才允许松闸。
本发明的有益之处在于能够有效防止溜钩，缆机运行安全。
紧急情况下，自动加入安全制动器即使有故障存在，也可用安全制动器快速代替工作制动器确保不发生溜钩。
附图说明
图1是本发明的缆机起升机构防溜钩保护的控制方法的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。
如图1所示，一种缆机起升机构防溜钩保护的控制方法，包括：
当运行信号停止时，延时第一预设时间，无条件投入工作制动器进行制动；
当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升机构的起升电机运行持续第二预设时间，若制动器允许信号仍得电则持续第二预设时间结束后投入工作制动器和安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后未迅速夹紧抱闸，在延时第三预设时间后投入安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后迅速夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后投入安全制动器进行制动。
作为一种优选的具体实施方式，第一预设时间T1为5s；第二预设时间T2为1.2s；第三预设时间T3为0.2s；第四预设时间T4为0.1s。
更具体而言，第一预设速度为20％的额定速度；第二预设速度为10％的额定速度。
逻辑1，当运行信号停止时，延时第一预设时间，无条件投入工作制动器进行制动。由于调速装置减速时间多取5s，第一预设时间取5s减速能切合，不会造成机械冲击，但如出现装置未减速，则会有机械冲击。
该项逻辑是延时无条件强制停机，作为一个安全保障，避免意想不到的停机溜钩故障，在正常停机时不会干扰设备平稳抱闸。
逻辑2，当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升机构的起升电机运行持续第二预设时间，持续第二预设时间结束后投入工作制动器和安全制动器进行制动。20％的额定速度下正常减速到零需1s，第二预设时间为1.2s大于1s。行程S＝1/2gt2＝0.5x10x(1.2-1)2＝0.2m。缆机起升重物最大下降速度即额定速度为3m/s。则第一预设速度为0.6m/s。
该逻辑是对停机减速后一直未发出抱闸信号(有可能装置及通讯故障)的保护处理程序，动作精准且机械冲击小。
逻辑3，若检测到工作制动器失电后未迅速夹紧抱闸，在延时第三预设时间后投入安全制动器进行制动。安全制动器动作时间0.1s，反应时间共需0.2+0.1＝0.3s。行程S＝1/2gt2＝0.5x10x0.32＝0.45m。
该逻辑能保护因接触器剩磁造成黏连或延时释放等故障，按照上述计算，在采取上述逻辑投入安全制动器后，失控位移很小，不会造成安全冲击。
逻辑4，若检测到工作制动器失电后迅速夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后投入安全制动器进行制动。零速抱闸到产生10％的额定速度时间为0.03s，加上安全制动器动作时间0.1s及第四预设时间0.1s，反应时间共需0.03+0.1+0.1＝0.23s。第二预设速度为0.3m/s。行程S＝1/2gt2＝0.5x10x0.232＝0.26m。
该逻辑保护工作制动器有油污或夹紧力不足而造成的故障，按照上述计算，在采取上述逻辑投入安全制动器后，失控位移很小，不会造成安全冲击。
该4种逻辑，环环相扣，可能出现的溜钩故障在工作制动器未能完全制动后，系统将根据判断自动投入安全制动器抱闸，实现了起升机构的最大安全保障；同时智能判断出可能的故障部位，输出状态指示，提示检查相应的故障部位，消灭故障在萌芽中。
一种缆机，包括：起升机构和用于对起升机构进行控制的PLC控制器；起升机构包括：用于升降货物的起升电机、在正常使用时进行制动的工作制动器和在紧急情况下进行制动的安全制动器。
当运行信号停止时，延时第一预设时间，PLC控制器控制工作制动器进行制动；
当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升电机运行持续第二预设时间，若制动器允许信号仍得电则持续第二预设时间结束后PLC控制器控制工作制动器和安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后未夹紧抱闸，在延时第三预设时间后PLC控制器控制安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后PLC控制器控制安全制动器进行制动。
具体而言，第一预设时间为5s；第二预设时间为1.2s；第三预设时间为0.2s；第四预设时间为0.1s。第一预设速度为20％的额定速度；第二预设速度为10％的额定速度。
起升机构接收到操作人员的运行指令后，PLC系统判断起升机构是否处于运行准备就绪状态，若是则启动风机投入励磁。待接到启动信号后，输出电枢电压，继电器得电，打开工作制动器，电机转动。
若收到的是停机信号，则正常在停止装置减速到设定的速度后即输出停机信号(继电器失电，装置若检测到内外部故障，正常也能输出停机信号，让继电器失电)，工作制动器将失电抱闸。但若出现异常时，则安装缆机起升机构防溜钩保护的控制方法进行处理防止所挂重物自由落体出现溜钩现象。
起升电机由两台调速装置并联拖动，起升电机配备工作制动器和安全制动器做停机时的制动设备(工作制动器随起升机构每次工作打开关闭，安全制动器在连续10分钟不工作状态下关闭，紧急时可快速投入)。
缆机还包括用于为起升电机进行测速的测速编码器。起升电机带测速编码器构成闭环调速系统，机构还装有一个位置编码器测量机构位移。
调速装置输出接继电器，由调速装置内部功能连接实现智能松抱闸，即松闸是按照转矩原则，而抱闸是按照转速原则；也就是说，待到起升电机建立转矩后才允许松闸，可防止启动时溜钩，而在正常停车时，只有等到起升电机速度下降到调速装置内部设定的抱闸转速才开始抱闸，防止机械制动过猛，避免停车时机械冲击和刹车片严重磨损；两调速装置与外部除硬连接线外，还有通讯网络与PLC连接，传递电压、电流、速度等状态信号。
工作制动器采用双接触器串联形式。工作制动器两接触器线圈并联得电，主触点串联连接，正常工作两接触器同时工作，即使只有一个失电(只要不是同时因剩磁造成延时释放或黏连)也能实现工作制动器的抱闸功能，急停按钮、超速保护可实现工作制动器和安全制动器同时失电抱闸。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种缆机起升机构防溜钩保护的控制方法，其特征在于，包括：
当运行信号停止时，延时第一预设时间，无条件投入工作制动器进行制动；
当运行信号停止时且起升机构的起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许起升机构的起升电机运行持续第二预设时间，若制动器允许信号仍得电则持续第二预设时间结束后投入工作制动器和安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后未迅速夹紧抱闸，在延时第三预设时间后投入安全制动器进行制动；
若检测到工作制动器失电后迅速夹紧抱闸，但起升机构的起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后投入安全制动器进行制动。
2.根据权利要求1所述的缆机起升机构防溜钩保护的控制方法，其特征在于，
所述第一预设时间为5s；所述第二预设时间为1.2s；所述第三预设时间为0.2s；所述第四预设时间为0.1s。
3.根据权利要求2所述的缆机起升机构防溜钩保护的控制方法，其特征在于，
所述第一预设速度为20％的额定速度；所述第二预设速度为10％的额定速度。
4.一种缆机，包括：起升机构和用于对所述起升机构进行控制的PLC控制器；所述起升机构包括：用于升降货物的起升电机、在正常使用时进行制动的工作制动器和在紧急情况下进行制动的安全制动器；其特征在于，
当运行信号停止时，延时第一预设时间，所述PLC控制器控制所述工作制动器进行制动；
当运行信号停止时且所述起升机构的所述起升电机的速度低于第一预设速度值时，允许所述起升电机运行持续第二预设时间，若制动器允许信号仍得电则持续第二预设时间结束后所述PLC控制器控制所述工作制动器和所述安全制动器进行制动；
若检测到所述工作制动器失电后未夹紧抱闸，在延时第三预设时间后所述PLC控制器控制所述安全制动器进行制动；
若检测到所述工作制动器失电后夹紧抱闸，但所述起升机构的所述起升电机的速度大于第二预设速度时，则延时第四预设时间后所述PLC控制器控制所述安全制动器进行制动。
5.根据权利要求4所述的缆机，其特征在于，
所述第一预设时间为5s；所述第二预设时间为1.2s；所述第三预设时间为0.2s；所述第四预设时间为0.1s。
6.根据权利要求5所述的缆机，其特征在于，
所述第一预设速度为20％的额定速度；所述第二预设速度为10％的额定速度。
7.根据权利要求4所述的缆机，其特征在于，
所述缆机还包括用于为所述起升电机进行测速的测速编码器。
8.根据权利要求4所述的缆机，其特征在于，
所述工作制动器采用双接触器串联形式。
9.根据权利要求4所述的缆机，其特征在于，
在正常停车时，在所述起升电机的速度下降到预设的抱闸转速后，才允许抱闸，所述工作制动器进行制动。
10.根据权利要求9所述的缆机，其特征在于，
在所述起升电机启动时，所述起升电机建立转矩后才允许松闸。
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