CN111762705B - 一种电动储缆绞车控制装置及控制方法 - Google Patents

一种电动储缆绞车控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动储缆绞车控制装置，由第一微动开关至第四微动开关、第一接近开关至第二接近开关、第一按钮至第二按钮、第一变频器至第二变频器、第一减速电机至第二减速电机、第一编码器至第二编码器、可编程序控制器、触摸屏、制动电阻、储缆卷筒、排缆导轮、排缆丝杆和缆绳组成。本发明是为承受大负载的牵引绞车提供一种具有储缆功能的控制装置，其参数设置方便，操作简单，自动化程度高，可对多种不同直径的缆绳实现多层精确储、排缆。本发明还公开了一种电动储缆绞车控制装置的控制方法。

Description

一种电动储缆绞车控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动储缆绞车控制装置及控制方法，更具体地说，是涉及一种用于钢丝绳或有一定硬度的光电复合承重缆绳的储存和排放，采用可编程序控制器来实现的电动储缆绞车控制装置及控制方法。
背景技术
绞车是一种常见的传动设备，由于钢丝绳具有足够的强度和硬度，不怕挤压变形，安全性较高，因此绞车与被拖动对象之间大部分采用钢丝绳连接。缆绳长度在几千米时，钢丝绳自身的重量势必使驱动功率大大增加，而且如果被拖动对象本身需要供电和光纤通讯时，钢丝绳就不能满足使用要求，这时往往采用由高分子纤维材料制作成的光电复合承重缆绳。这种缆绳在多层缠绕时，如果底层缆绳在径向受到较大的挤压应力，则其截面不能保持圆形形状，甚至会破坏内部的电缆和光纤。因此采用一个既能拖动负载又能储存缆绳的卷筒对于这种缆绳是不适合的，需要把拖动功能和储缆功能分开。这时就出现了以拖动负载为主的牵引绞车或称摩擦绞车，和以储存缆绳为主的储缆绞车，二者通过缆绳建立联系，相互配合，协调一致的工作。负载张力通过缆绳在牵引绞车的绞盘上经过几圈减张力后，出绳张力减小，再进入储缆绞车，这时只需保证足够的张力让二者之间的缆绳绷直，因此储缆绞车上的缆绳不会受到很大的径向挤压应力，有效地保护了缆绳。
缆绳在储缆绞车上要实现多圈、多层储缆或排缆时，需要一个丝杆驱动的排缆导轮在丝杆上往复运动，传统的驱动丝杆的方式是排缆丝杆和储缆卷筒之间采用链传动，储缆卷筒由电机驱动，通过链传动来带动丝杆运动，这样的好处是系统简单，丝杆无需独立控制，但缺点也很明显，主要有以下几点：1)系统不灵活，不能适应不同直径的缆绳，如果更换成不同直径的缆绳，势必要重新设计和制造不同螺距的丝杆；2)由于需要实现多层储、排缆，排缆导轮需要在排缆丝杆的驱动下左右往复运动，排缆丝杆需要设计成双向螺杆，增加了制造难度和费用；3)由于制造、装配的误差，使得储、排缆容易造成不整齐，经常需要停车，人工辅助排缆，效率低下，严重时可能需要重新设计、制造丝杆；4)由于排缆丝杆与储缆卷筒之间通过链条进行连接，在需要停车调整排缆导轮在排缆丝杆的位置时，必须拆卸链条，使其脱离链轮，人工转动排缆丝杆端部的调整手轮，整个过程非常耗时和费力。
随着绞车任务系统对储缆绞车控制装置提出越来越高的要求，常规的储缆绞车控制装置已不能满足要求，采用新的控制装置以及由其产生的新的控制方法是解决问题的关键所在。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种性能优良、自动化程度高且能适应不同直径缆绳的电动储缆绞车控制装置，同时也提供了一种控制装置的控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电动储缆绞车控制装置，由第一微动开关至第四微动开关、第一接近开关至第二接近开关、第一变频器至第二变频器、第一减速电机至第二减速电机、第一编码器至第二编码器、可编程序控制器、触摸屏、制动电阻、储缆卷筒、排缆导轮、排缆丝杆和缆绳组成；其中，所述触摸屏连接可编程序控制器，可编程序控制器再分别连接第一变频器和第二变频器；所述第一变频器顺序连接第一减速电机和储缆卷筒的左端，第一变频器还与制动电阻连接，第一减速电机内置第一编码器，储缆卷筒右端外侧安装有第二接近开关；所述第二变频器顺序连接第二减速电机和排缆丝杆，第二减速电机内置第二编码器，排缆丝杆通过螺母连接排缆导轮，排缆导轮上安装第一接近开关，排缆丝杆左端一侧自左向右安装有第一微动开关和第二微动开关，排缆丝杆右端一侧自右向左安装有第三微动开关和第四微动开关；所述缆绳在储缆卷筒上固定并缠绕后连接排缆导轮并进入牵引绞车。
其中，所述排缆导轮沿周向均匀开有6个减轻孔，排缆导轮每转1圈可触发第一接近开关6次；所述储缆卷筒侧板沿周向均匀开12个减轻孔，储缆卷筒每转1圈可触发第二接近开关12次。所述第一减速电机和第二减速电机均自带制动器，制动时均对减速器的输出轴进行制动。所述可编程序控制器与所述第一变频器和第二变频器以及所述触摸屏均采用profinet总线通讯方式连接。
为了达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：
设CZ是所述排缆导轮触发第二微动开关的计数值，CY是排缆导轮触发第四微动开关的计数值，CQ是当前缆绳在所述储缆卷筒上存储的表层圈数，CC是当前缆绳在所述储缆卷筒上存储的层数，CL是当前缆绳放出去的长度，MQ是缆绳在储缆卷筒上储存时单层可储缆的总圈数，n是缆绳在储缆卷筒上储存时表层还可储存的圈数，所述控制方法具体包括如下步骤：
(1)开始，可编程序控制器从其掉电保持寄存器中读取CZ、CY、CQ、CC和CL数值并显示在触摸屏上，在触摸屏中设置第一减速电机减速比Kc、第二减速电机减速比Ks、缆绳直径dL、排缆丝杆螺距ts。
(2)可编程序控制器通过profinet总线与第一变频器通讯采集第一减速电机转速信号，与第二变频器通讯采集第二减速电机的转速信号，以及牵引绞车传送过来的收、放、停指令信号；
(3)可编程序控制器判断收、放、停指令，当收指令时，转入步骤(4)，当停指令时，转入步骤(62)，当放指令时，转入步骤(33)；
(4)可编程序控制器通过profinet总线对第一变频器设定正转方向和扭矩大小；
(5)可编程序控制器判断是否CZ>CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(19)；
(6)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定正转方向和转速大小；
(7)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(9)；
(8)可编程序控制器执行CL＝CL-1运算；
(9)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(11)；
(10)可编程序控制器执行CP＝CP+1运算；
(11)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(13)；
(12)可编程序控制器执行CQ＝CQ+1运算，并使CP＝0；
(13)可编程序控制器判断是否(MQ-CQ)<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(14)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(16)；
(15)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(16)可编程序控制器检测第四微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(17)可编程序控制器执行CY＝CY+1运算，并使CQ＝0；
(18)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(19)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当停指令时，转入步骤(62)；当放指令时，转入步骤(33)；当收指令时，执行步骤(4)、(5)后，可编程序控制器判断是否CZ＝CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(62)；
(20)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定反转方向和转速大小；
(21)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(23)；
(22)可编程序控制器执行CL＝CL-1运算；
(23)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(25)；
(24)可编程序控制器执行CP＝CP+1运算；
(25)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(27)；
(26)可编程序控制器执行CQ＝CQ+1运算，并使CP＝0；
(27)可编程序控制器判断是否(MQ-CQ)<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(28)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(30)；
(29)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(30)可编程序控制器检测第二微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(31)可编程序控制器执行CZ＝CZ+1运算，并使CQ＝0，返回到步骤(2)；
(32)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(33)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当停指令时，转入步骤(62)；当收指令时，转入步骤(4)；当放指令时，可编程序控制器通过profinet总线对第一变频器设定正转方向和扭矩大小；
(34)可编程序控制器判断是否CZ>CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(48)；
(35)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定反转方向和转速大小；
(36)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(38)；
(37)可编程序控制器执行CL＝CL+1运算；
(38)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(40)；
(39)可编程序控制器执行CP＝CP+1运算；
(40)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(42)；
(41)可编程序控制器执行CQ＝CQ-1运算，并使CP＝0；
(42)可编程序控制器判断是否CQ<n，当是，转入下一步，当否，则在此循环等待；
(43)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(45)；
(44)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(45)可编程序控制器检测第二微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(46)可编程序控制器执行CZ＝CZ-1运算，并使CQ＝0；
(47)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(48)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当停指令时，转入步骤(62)；当收指令时，转入步骤(4)；当放指令时，执行步骤(33)、(34)后，可编程序控制器判断是否CZ＝CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(62)；
(49)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定正转方向和转速大小；
(50)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(52)；
(51)可编程序控制器执行CL＝CL+1；
(52)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(54)；
(53)可编程序控制器执行CP＝CP+1；
(54)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(56)；
(55)可编程序控制器执行CQ＝CQ-1运算，并使CP＝0；
(56)可编程序控制器判断是否CQ<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(57)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(59)；
(58)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(59)可编程序控制器检测第四微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(60)可编程序控制器执行CY＝CY-1运算，并使CQ＝0，返回到步骤(2)；
(61)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(62)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当收指令时，转入步骤(4)；当放指令时，转入步骤(33)；当停指令时，系统停车，并返回步骤(2)。
当排缆导轮触发所述第一微动开关或第三微动开关时，电动储缆控制装置设置为断电。
所述第一变频器设置成力矩伺服控制方式，运动方向始终设置成为正转收缆方向，所述第一变频器的力矩设置值为固定两档，分别对应牵引绞车执行收和放指令时的力矩，且收指令时力矩设置值大于放指令时的力矩设置值。所述第二变频器设置成速度伺服控制方式，其实时速度设置值的计算公式为：
Figure BDA0002557227130000061
式中ns为第二减速电机的转速；Ks为第二减速电机减速比；Kc为第一减速电机减速比；dL为缆绳直径；ts为排缆丝杆螺距；nc为第一减速电机转速。
所述可编程序控制器的程序为具有记录并掉电保持储缆层数、表层圈数、收放缆绳长度、第二微动开关触发次数、第四微动开关触发次数的功能。所述触摸屏的程序设置有第一减速电机减速比、第二减速电机减速比、缆绳直径、排缆丝杆螺距参数，可对所述第二减速电机实施正、反转点动控制。
需要说明的是：本发明的电动储缆绞车控制装置不是独立使用的，需和牵引绞车配合使用，缆绳负载的线速度由牵引绞车控制，也就造成储缆绞车实际的旋转方向和速度大小受牵引绞车控制。具体地说，储缆绞车的第一变频器始终设置为收缆方向，且为力矩控制方式。当牵引绞车为收缆控制时，储缆绞车也为收缆方向运动，由于第一变频器为力矩控制方式，因此，牵引绞车和储缆绞车之间的缆绳张力受到这个设定的力矩所控制，确保缆绳在运动中也处于张紧状态；当牵引绞车为放缆控制时，即使储缆绞车的第一变频器设置为收缆方向，但由于其力矩小，被牵引绞车倒拖，表现为反转放缆，第一减速电机处于发电运行状态。同时储缆绞车在缆绳线速度受到牵引绞车控制的情况下，其卷筒转速由于储缆层数的变化，也做相应变化，在同一层时如果线速度不变，储缆卷筒转速也不变；储缆层数增加时，如果线速度不变，储缆卷筒转速降低；储缆层数减少时，如果线速度不变，储缆卷筒转速增加。另外储缆绞车控制装置也会在距离换向位置几圈(固定设置值)时向牵引绞车发出降速信号，换向完成后发出升速信号。
本发明的优点和有益效果是：
(1)本发明的电动储缆绞车控制装置由常规元件构成，操作简单，所有操作和参数设置均在触摸屏中完成，使用方便。
(2)本发明的电动储缆绞车控制装置可针对机械设计范围内不同直径的缆绳实现多圈、多层整齐储缆和排缆，且排缆丝杆换向平稳，自动化程度高。
(3)本发明的电动储缆绞车控制装置具有电动点动调整排缆导轮的位置，方便缆绳初始安装和中间维护等工作。
(4)本发明的电动储缆绞车控制装置具有实现显示和存储放缆长度、储缆层数和表层圈数等参数，易于状态监测和故障排查，极大地方便了用户。
附图说明
图1是本发明的一种电动储缆绞车控制装置的构成图。
图2是本发明的一种电动储缆绞车控制装置的控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明的一种电动储缆绞车控制装置的构成图，由第一微动开关115、第二微动开关114、第三微动开关110、第四微动开关108、第一接近开关111、第二接近开关107、第一变频器102、第二变频器118、第一减速电机105、第二减速电机116、第一编码器103、第二编码器117、可编程序控制器101、触摸屏100、制动电阻104、储缆卷筒106、排缆导轮112、排缆丝杆113和缆绳109组成。其中，所述触摸屏100连接可编程序控制器101，可编程序控制器101再分别连接第一变频器102和第二变频器118，所述第一变频器102顺序连接第一减速电机105和储缆卷筒106的左端，第一变频器102还与制动电阻104连接，第一减速电机105内置第一编码器103，储缆卷筒106右端外侧安装有第二接近开关107；所述第二变频器118顺序连接第二减速电机116和排缆丝杆113，第二减速电机116内置第二编码器117，排缆丝杆113通过螺母连接排缆导轮112，排缆导轮112上安装第一接近开关111，排缆丝杆113左端一侧自左向右安装有第一微动开关115和第二微动开关114，排缆丝杆113右端一侧自右向左安装有第三微动开关110和第四微动开关108；所述缆绳109在储缆卷筒106上固定并缠绕后连接排缆导轮112并进入牵引绞车。
其中，所述排缆导轮112沿周向均匀开6个减轻孔，排缆导轮112每转一圈可触发第一接近开关111六次；所述储缆卷筒106右侧侧板沿周向均匀开12个减轻孔，储缆卷筒106每转一圈可触发第二接近开关107十二次；所述第一减速电机105至第二减速电机116均自带制动器，制动时均对减速器的输出轴进行制动。所述可编程序控制器101与所述第一变频器102和第二变频器118以及所述触摸屏100均采用profinet总线通讯方式连接。
如图2所示，是本发明的一种电动储缆绞车控制装置的控制流程图。设CZ是所述排缆导轮112触发第二微动开关114的计数值，CY是排缆导轮112触发第四微动开关108的计数值，CQ是当前缆绳在所述储缆卷筒106上存储的表层圈数，CC是当前缆绳在所述储缆卷筒106上存储的层数，CL是当前缆绳放出去的长度，MQ是缆绳在储缆卷筒106上储存时单层可储缆的总圈数，n是缆绳在储缆卷筒106上储存时表层还可储存的圈数，所述控制方法步骤如下：
步骤1，开始，可编程序控制器101从其掉电保持寄存器中读取CZ、CY、CQ、CC和CL数值并显示在触摸屏100上，在触摸屏100中设置第一减速电机105减速比Kc、第二减速电机116减速比Ks、缆绳109直径dL、排缆丝杆113螺距ts。
步骤2，可编程序控制器101通过profinet总线与第一变频器102通讯采集第一减速电机105转速信号，与第二变频器118通讯采集第二减速电机116的转速信号，以及牵引绞车传送过来的收、放、停指令信号；
步骤3，可编程序控制器101判断收、放、停指令，当收指令时，转入步骤4，当停指令时，转入步骤62，当放指令时，转入步骤33；
步骤4，可编程序控制器101通过profinet总线对第一变频器102设定正转方向和扭矩大小；
步骤5，可编程序控制器101判断是否CZ>CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤19；
步骤6，可编程序控制器101通过profinet总线对第二变频器116设定正转方向和转速大小；
步骤7，可编程序控制器101判断第一接近开关111是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤9；
步骤8，可编程序控制器101执行CL＝CL-1运算；
步骤9，可编程序控制器101判断第二接近开关107是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤11；
步骤10，可编程序控制器101执行CP＝CP+1运算；
步骤11，可编程序控制器101执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤13；
步骤12，可编程序控制器101执行CQ＝CQ+1运算，并使CP＝0；
步骤13，可编程序控制器101判断是否(MQ-CQ)<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤14，可编程序控制器101判断缆绳109当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤16；
步骤15，可编程序控制器101向牵引绞车发出减速信号；
步骤16，可编程序控制器101检测第四微动开关108是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤17，可编程序控制器101执行CY＝CY+1运算，并使CQ＝0；
步骤18，可编程序控制器101向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳109线速度恢复，返回到步骤2；
步骤19，可编程序控制器101执行步骤2、步骤3，当停指令时，转入步骤62；当放指令时，转入步骤33；当收指令时，执行步骤4、步骤5后，可编程序控制器101判断是否CZ＝CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤62；
步骤20，可编程序控制器101通过profinet总线对第二变频器118设定反转方向和转速大小；
步骤21，可编程序控制器101判断第一接近开关111是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤23；
步骤22，可编程序控制器101执行CL＝CL-1运算；
步骤23，可编程序控制器101判断第二接近开关107是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤25；
步骤24，可编程序控制器101执行CP＝CP+1运算；
步骤25，可编程序控制器101执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤27；
步骤26，可编程序控制器101执行CQ＝CQ+1运算，并使CP＝0；
步骤27，可编程序控制器101判断是否(MQ-CQ)<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤28，可编程序控制器101判断缆绳109当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤30；
步骤29，可编程序控制器101向牵引绞车发出减速信号；
步骤30，可编程序控制器101检测第二微动开关114是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤31，可编程序控制器101执行CZ＝CZ+1运算，并使CQ＝0，返回到步骤2；
步骤32，可编程序控制器101向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳109线速度恢复，返回到步骤2；
步骤33，可编程序控制器101执行步骤2、步骤3，当停指令时，转入步骤62；当收指令时，转入步骤4；当放指令时，可编程序控制器101通过profinet总线对第一变频器102设定正转方向和扭矩大小；
步骤34，可编程序控制器101判断是否CZ>CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤48；
步骤35，可编程序控制器101通过profinet总线对第二变频器118设定反转方向和转速大小；
步骤36，可编程序控制器101判断第一接近开关111是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤38；
步骤37，可编程序控制器101执行CL＝CL+1运算；
步骤38，可编程序控制器101判断第二接近开关107是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤40；
步骤39，可编程序控制器101执行CP＝CP+1运算；
步骤40，可编程序控制器101执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤42；
步骤41，可编程序控制器101执行CQ＝CQ-1运算，并使CP＝0；
步骤42，可编程序控制器101判断是否CQ<n，当是，转入下一步，当否，则在此循环等待；
步骤43，可编程序控制器101判断缆绳109当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤45；
步骤44，可编程序控制器101向牵引绞车发出减速信号；
步骤45，可编程序控制器101检测第二微动开关114是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤46，可编程序控制器101执行CZ＝CZ-1运算，并使CQ＝0；
步骤47，可编程序控制器101向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳109线速度恢复，返回到步骤2；
步骤48，可编程序控制器101执行步骤2、步骤3，当停指令时，转入步骤62；当收指令时，转入步骤4；当放指令时，执行步骤33、步骤34后，可编程序控制器101判断是否CZ＝CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤62；
步骤49，可编程序控制器101通过profinet总线对第二变频器118设定正转方向和转速大小；
步骤50，可编程序控制器101判断第一接近开关111是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤52；
步骤51，可编程序控制器101执行CL＝CL+1；
步骤52，可编程序控制器101判断第二接近开关107是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤54；
步骤53，可编程序控制器101执行CP＝CP+1；
步骤54，可编程序控制器101执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤56；
步骤55，可编程序控制器101执行CQ＝CQ-1运算，并使CP＝0；
步骤56，可编程序控制器101判断是否CQ<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤57，可编程序控制器101判断缆绳109当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤59；
步骤58，可编程序控制器101向牵引绞车发出减速信号；
步骤59，可编程序控制器101检测第四微动开关108是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
步骤60，可编程序控制器101执行CY＝CY-1运算，并使CQ＝0，返回到步骤2；
步骤61，可编程序控制器101向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳109线速度恢复，返回到步骤2；
步骤62，可编程序控制器101执行步骤2、步骤3，当收指令时，转入步骤4；当放指令时，转入步骤33；当停指令时，系统停车，并返回步骤2。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，基于的控制装置由第一微动开关至第四微动开关、第一接近开关至第二接近开关、第一变频器至第二变频器、第一减速电机至第二减速电机、第一编码器至第二编码器、可编程序控制器、触摸屏、制动电阻、储缆卷筒、排缆导轮、排缆丝杆和缆绳组成；其中，所述触摸屏连接可编程序控制器，可编程序控制器再分别连接第一变频器和第二变频器；所述第一变频器顺序连接第一减速电机和储缆卷筒的左端，第一变频器还与制动电阻连接，第一减速电机内置第一编码器，储缆卷筒右端外侧安装有第二接近开关；所述第二变频器顺序连接第二减速电机和排缆丝杆，第二减速电机内置第二编码器，排缆丝杆通过螺母连接排缆导轮，排缆导轮上安装第一接近开关，排缆丝杆左端一侧自左向右安装有第一微动开关和第二微动开关，排缆丝杆右端一侧自右向左安装有第三微动开关和第四微动开关；所述缆绳在储缆卷筒上固定并缠绕后连接排缆导轮并进入牵引绞车；其特征在于，所述的控制方法是：设CZ是所述排缆导轮触发第二微动开关的计数值，CY是排缆导轮触发第四微动开关的计数值，CQ是当前缆绳在所述储缆卷筒上存储的表层圈数，CC是当前缆绳在所述储缆卷筒上存储的层数，CL是当前缆绳放出去的长度，MQ是缆绳在储缆卷筒上储存时单层可储缆的总圈数，n是缆绳在储缆卷筒上储存时表层还可储存的圈数，所述控制方法具体包括如下步骤：
(1)开始，可编程序控制器从其掉电保持寄存器中读取CZ、CY、CQ、CC和CL数值并显示在触摸屏上，在触摸屏中设置第一减速电机减速比Kc、第二减速电机减速比Ks、缆绳直径dL、排缆丝杆螺距ts；
(2)可编程序控制器通过profinet总线与第一变频器通讯采集第一减速电机转速信号，与第二变频器通讯采集第二减速电机的转速信号，以及牵引绞车传送过来的收、放、停指令信号；
(3)可编程序控制器判断收、放、停指令，当收指令时，转入步骤(4)，当停指令时，转入步骤(62)，当放指令时，转入步骤(33)；
(4)可编程序控制器通过profinet总线对第一变频器设定正转方向和扭矩大小；
(5)可编程序控制器判断是否CZ>CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(19)；
(6)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定正转方向和转速大小；
(7)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(9)；
(8)可编程序控制器执行CL＝CL-1运算；
(9)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(11)；
(10)可编程序控制器执行CP＝CP+1运算；
(11)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(13)；
(12)可编程序控制器执行CQ＝CQ+1运算，并使CP＝0；
(13)可编程序控制器判断是否(MQ-CQ)<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(14)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(16)；
(15)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(16)可编程序控制器检测第四微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(17)可编程序控制器执行CY＝CY+1运算，并使CQ＝0；
(18)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(19)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当停指令时，转入步骤(62)；当放指令时，转入步骤(33)；当收指令时，执行步骤(4)、(5)后，可编程序控制器判断是否CZ＝CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(62)；
(20)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定反转方向和转速大小；
(21)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(23)；
(22)可编程序控制器执行CL＝CL-1运算；
(23)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(25)；
(24)可编程序控制器执行CP＝CP+1运算；
(25)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(27)；
(26)可编程序控制器执行CQ＝CQ+1运算，并使CP＝0；
(27)可编程序控制器判断是否(MQ-CQ)<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(28)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(30)；
(29)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(30)可编程序控制器检测第二微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(31)可编程序控制器执行CZ＝CZ+1运算，并使CQ＝0，返回到步骤(2)；
(32)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(33)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当停指令时，转入步骤(62)；当收指令时，转入步骤(4)；当放指令时，可编程序控制器通过profinet总线对第一变频器设定正转方向和扭矩大小；
(34)可编程序控制器判断是否CZ>CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(48)；
(35)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定反转方向和转速大小；
(36)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(38)；
(37)可编程序控制器执行CL＝CL+1运算；
(38)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(40)；
(39)可编程序控制器执行CP＝CP+1运算；
(40)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(42)；
(41)可编程序控制器执行CQ＝CQ-1运算，并使CP＝0；
(42)可编程序控制器判断是否CQ<n，当是，转入下一步，当否，则在此循环等待；
(43)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(45)；
(44)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(45)可编程序控制器检测第二微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(46)可编程序控制器执行CZ＝CZ-1运算，并使CQ＝0；
(47)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(48)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当停指令时，转入步骤(62)；当收指令时，转入步骤(4)；当放指令时，执行步骤(33)、(34)后，可编程序控制器判断是否CZ＝CY，当是，转入下一步；当否，转入步骤(62)；
(49)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定正转方向和转速大小；
(50)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(52)；
(51)可编程序控制器执行CL＝CL+1；
(52)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发，当是，转入下一步；当否，转入步骤(54)；
(53)可编程序控制器执行CP＝CP+1；
(54)可编程序控制器执行CP对12的求余运算，并判断余数是否为0，当是，转入下一步；当否，转入步骤(56)；
(55)可编程序控制器执行CQ＝CQ-1运算，并使CP＝0；
(56)可编程序控制器判断是否CQ<n，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(57)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值，当是，转入下一步；当否，转入步骤(59)；
(58)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号；
(59)可编程序控制器检测第四微动开关是否有上升沿触发信号，当是，转入下一步；当否，则在此循环等待；
(60)可编程序控制器执行CY＝CY-1运算，并使CQ＝0，返回到步骤(2)；
(61)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号，缆绳线速度恢复，返回到步骤(2)；
(62)可编程序控制器执行步骤(2)、(3)，当收指令时，转入步骤(4)；当放指令时，转入步骤(33)；当停指令时，系统停车，并返回步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述排缆导轮沿周向均匀开有6个减轻孔，排缆导轮每转1圈可触发第一接近开关6次；所述储缆卷筒侧板沿周向均匀开12个减轻孔，储缆卷筒每转1圈可触发第二接近开关12次。
3.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述第一减速电机和第二减速电机均自带制动器，制动时均对减速器的输出轴进行制动。
4.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述可编程序控制器与所述第一变频器和第二变频器以及所述触摸屏的连接均采用profinet总线通讯方式连接。
5.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述排缆导轮触发所述第一微动开关或第三微动开关时，电动储缆控制装置设置为断电。
6.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述第一变频器设置成力矩伺服控制方式，运动方向始终设置成为正转收缆方向，所述第一变频器的力矩设置值为固定两档，分别对应牵引绞车执行收和放指令时的力矩，且收指令时力矩设置值大于放指令时的力矩设置值。
7.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述第二变频器设置成速度伺服控制方式，其实时速度设置值的计算公式为：
Figure FDA0003201922460000051
式中ns为第二减速电机的转速；Ks为第二减速电机减速比；Kc为第一减速电机减速比；dL为缆绳直径；ts为排缆丝杆螺距；nc为第一减速电机转速。
8.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述可编程序控制器的程序为具有记录并掉电保持储缆层数、表层圈数、收放缆绳长度、第二微动开关触发次数、第四微动开关触发次数的功能。
9.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法，其特征在于，所述触摸屏的程序设置有第一减速电机减速比、第二减速电机减速比、缆绳直径、排缆丝杆螺距参数，可对所述第二减速电机实施正、反转点动控制。
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