CN111717737B - 一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法包括缆绳收放系统的硬件布置完成，确定相应接线正确；初始化系统，保证自检状态正常；保证每一个电机处于松闸状态；根据排缆过程中所处收放缆状态、排缆层数、当层圈数、左偏开关及右偏开关决定排缆机构中丝杆电机的速度，当排缆导轮运动速度比储缆筒转动速度慢，丝杆电机加速；当排缆导轮运动速度比储缆筒转动速度快，丝杆电机减速；本发明相对于传统的缆绳收放系统需要人工实时监视、停车进行人工纠偏相比，可以在缆绳收放系统运行中实时监视缆绳收放系统缆绳收放过程中缆绳偏离情况，并且在偏离的情况下，通过调节排缆机构当前移速实现自动纠偏。

Description

一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法
技术领域
本发明涉及缆绳收放的纠偏方法，尤其涉及一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法。
背景技术
升空回收设备应用于浮空装置的收放、系留，其核心装置是缆绳收放系统，具有安全性可靠性高、负载能力大、抗干扰能力强的特点。
在缆绳收放的过程中，传统的缆绳收放系统的缆绳收放需要操作人员进行实时监视排缆是否有排缆偏离和乱绳等问题。如果出现缆绳偏离问题，其解决方法是将排缆系统停止，操作人员进行人工排缆纠偏，这降低了排缆系统的工作效率，增加了操作人员的危险性。现有改进的缆绳收放系统增加了实时监视缆绳是否偏离的功能，并在缆绳偏离的情况下进行报警停车，提醒操作人员需要进行人工排缆；这在一定程度上减少了操作人员的工作量，但仍未解决人工纠偏的问题。
因此，亟待解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法，该纠偏方法可自动检测缆绳的偏离方向并进行实时纠偏。
技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法，包括如下步骤：
(1)缆绳收放系统的硬件布置完成，确定相应接线正确；
(2)初始化系统，保证自检状态正常；
(3)保证每一个电机处于松闸状态；
(4)收缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数大于上限设定圈数M1则执行到边减速，不执行纠偏；若当前圈数小于上限设定圈数M1则缆绳收放系统处于正常工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC控制丝杆电机正向减速，直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC控制丝杆电机反向加速，直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC控制丝杆正向加速，直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC控制丝杆反向减速，直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；
(5)放缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数小于下限设定圈数M2则执行到边减速，不执行纠偏；当前圈数大于下限设定圈数M2时，缆绳收放系统处于工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC控制丝杆反向加速，直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC控制丝杆正向减速，直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC控制丝杆反向减速，直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC控制丝杆正向加速，直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转。
其中，所述步骤(4)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N1(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机正向减速；其中系数N1＜1。
优选的，所述步骤(4)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N2(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机反向加速；其中系数N2＞1。
再者，所述步骤(4)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N3(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速；其中系数N3＞1。
进一步，所述步骤(4)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N4(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速；其中系数N4＜1。
再者，所述步骤(5)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N5(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向加速；其中系数N5＞1。
优选的，所述步骤(5)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N6(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向减速；其中系数N6＜1。
进一步，所述步骤(5)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N7(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速，其中系数N7＜1。
再者，所述步骤(5)中PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N8(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速；其中系数N8＞1。
优选的，PLC执行到边减速的具体方法为：PLC通过Profinet总线发送速度控制字到主绞盘变频器，主绞盘电机减速，副绞盘电机减速，储缆电机减速，丝杆电机减速实现丝杆电机到边减速。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：首先本发明相对于传统的缆绳收放系统需要人工实时监视、停车进行人工纠偏相比，可以在缆绳收放系统运行中实时监视缆绳收放系统缆绳收放过程中缆绳偏离情况，并且在偏离的情况下，通过调节排缆机构当前移速实现自动纠偏；其次本发明当缆绳收放当前圈数大于上限设定圈数时，对绞车施加到边减速来减小电机换向时的冲击电流，减少缆绳磨损，延长缆绳寿命；再者区别以往传统的绞车排缆机构与储缆绞车速度独立控制的情况，本发明中为了实现缆绳最大程度不会产生偏离，采用了排缆机构速度跟随储缆绞车中储缆筒转动的速度，即采用丝杆电机速度跟随储缆电机速度的方式排缆；当储缆绞车储缆筒加速，排缆机构的排缆导轮的移动速度由储缆筒当前转速乘以较大的定比实现排缆机构中排缆导轮加速移动；当储缆绞车储缆筒减速，排缆机构的排缆导轮的移动速度由储缆筒当前转速乘以较小的定比实现排缆机构中排缆导轮减速移动。
附图说明
图1为本发明的系统组成示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的工作示意图；
图4为本发明中缆绳偏斜示意图；
图5为本发明中纠偏方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1、图2和图3所示，本发明中缆绳收放系统包括PLC、触摸屏、将缆绳排放整齐并进行储放的储缆绞车1、牵引绞车和收放过程中用于排缆的排缆机构2，PLC通过Profinet总线与储缆绞车、牵引绞车和排缆机构通信，PLC通过RS422与上位机通信。储缆绞车包括储缆筒3、计圈开关4、以力矩控制模式的储缆电机5和储缆变频器6；牵引绞车包括主绞盘、主绞盘电机、主绞盘变频器、副绞盘、副绞盘电机和副绞盘变频器；排缆机构包括以速度控制模式的丝杆电机7、排缆导轮8、丝杆变频器9、排缆导轮左偏开关10和排缆导轮右偏开关11；其中PLC采用Profinet总线的方式对储缆电机和丝杆电机进行控制，丝杆电机的旋转方向根据储缆筒排缆层数决定：当收缆时，排缆层数为奇数层，丝杆电机正转，排缆层数为偶数层，丝杆电机反转；放缆时，排缆层数为奇数层，丝杆电机反转，排缆层数为偶数层，丝杆电机正转；PLC通过Profinet总线读取储缆电机当前速度值，将储缆电机速度值乘以定比写入丝杆电机速度控制字，采用丝杆电机速度跟随储缆电机速度的方式排缆。
本发明一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法，包括如下步骤：
(1)缆绳收放系统的硬件布置完成，确定相应接线正确；
(2)初始化系统，保证自检状态正常；
(3)保证每一个电机处于松闸状态；
(4)收缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数大于上限设定圈数M1，PLC通过Profinet总线发送速度控制字到主绞盘变频器，主绞盘电机减速，副绞盘电机减速，储缆电机减速，丝杆电机减速实现丝杆电机到边减速，不执行纠偏；若当前圈数小于上限设定圈数M1则缆绳收放系统处于正常工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC接收左偏信号判断当前排缆导轮运动速度比储缆筒转速快，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N1(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机正向减速，其中系数N1＜1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC接收左偏信号判断当前排缆导轮运动速度比储缆筒转速慢，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N2(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机反向加速，其中系数N2＞1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC接收右偏信号判断当前排缆导轮运动速度比储缆筒转速慢，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N3(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速，其中系数N3＞1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC接收右偏信号判断当前排缆导轮移动速度比储缆筒转速快，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N4(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速，其中系数N4＜1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；
(5)放缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数小于下限设定圈数M2，PLC通过Profinet总线发送速度控制字到主绞盘变频器，主绞盘电机减速，副绞盘电机减速，储缆筒减速，实现丝杆电机到边减速，不执行纠偏；当前圈数大于下限设定圈数M2时，缆绳收放系统处于工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC接收左偏信号判断当前排缆导轮运动速度比储缆筒转速慢，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N5(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向加速，其中系数N5＞1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC接收左偏信号判断出当前排缆导轮运动速度比储缆筒转速快，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N6(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向减速，其中系数N6＜1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC接收右偏信号判断出当前排缆导轮移动速度比储缆筒转速快，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N7(0.85)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速，其中系数N7＜1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC接收右偏信号判断出当前排缆导轮运动速度比储缆筒转速慢，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N8(1.1)写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速，其中系数N8＞1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转。
实施例1
本实施例中设计储缆筒一层缆绳总圈数为200圈，上限设定圈数M1为195圈，下限设定圈数M2为5圈。
如图4和图5所示，本发明一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法，包括如下步骤：
(1)缆绳收放系统的硬件布置完成，确定相应接线正确；
(2)初始化系统，保证自检状态正常；
(3)保证每一个电机处于松闸状态；
(4)收缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数大于195圈则执行到边减速，不执行纠偏；若当前圈数小于195圈则缆绳收放系统处于正常工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数0.85写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机正向减速；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数1.1写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机反向加速；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数1.1写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数0.85写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；
(5)放缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数小于5圈则执行到边减速，不执行纠偏；当前圈数大于5圈时，缆绳收放系统处于工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数1.1写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向加速；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以0.85写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向减速；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以0.85写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以1.1写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转。

Claims (2)

1.一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)缆绳收放系统的硬件布置完成，确定相应接线正确；
(2)初始化系统，保证自检状态正常；
(3)保证每一个电机处于松闸状态；
(4)收缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数大于上限设定圈数M1则执行到边减速，不执行纠偏；若当前圈数小于上限设定圈数M1则缆绳收放系统处于正常工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N1写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机正向减速，其中系数N1＜1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N2写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆电机反向加速，其中系数N2＞1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N3写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速，其中系数N3＞1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N4写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速，其中系数N4＜1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；
(5)放缆时，由手柄电位计输入设置的模拟量给PLC，PLC给定主绞盘变频器、副绞盘变频器、丝杆电机变频器以及储缆电机变频器启动信号将缆绳收放系统启动；缆绳收放系统正常运行，PLC判断当前圈数小于下限设定圈数M2则执行到边减速，不执行纠偏；当前圈数大于下限设定圈数M2时，缆绳收放系统处于工作状态；当缆绳不触碰左偏开关或右偏开关时，不执行纠偏，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以系数N5写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向加速，其中系数N5＞1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰左偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N6写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向减速，其中系数N6＜1；直至缆绳不再触碰左偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为奇数层时，丝杆电机反转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N7写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆反向减速，其中系数N7＜1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转；当缆绳触碰右偏开关，排缆层数为偶数层时，丝杆电机正转，PLC通过Profinet总线读取储缆电机速度控制字，将储缆电机速度控制字乘以N8写入丝杆电机速度控制字，控制丝杆正向加速，其中系数N8＞1；直至缆绳不再触碰右偏开关，纠偏完成，PLC控制丝杆电机以基速运转。
2.根据权利要求1所述的一种用于浮空器绞车缆绳收放的纠偏方法，其特征在于：所述步骤(4)和步骤(5)中PLC执行到边减速的具体方法为：PLC通过Profinet总线发送速度控制字到主绞盘变频器，主绞盘电机减速，副绞盘电机减速，储缆电机减速，丝杆电机减速实现丝杆电机到边减速。
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