CN113415746A - 一种滑罐检测方法及滑罐检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种滑罐检测方法，控制器以预定时间间隔获取编码器的检测信号值，得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；如果判断结果是实际运行线速度超过预定运行线速度，或者实际运行角速度超过预定运行角速度，则控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；该检测方法直接检测了卷筒的转动速度，在卷筒速度出现异常时立刻做出反应，可以减少意外滑落的下降距离。本发明还提供一种滑罐检测系统，包括用于检测卷筒转动角度的编码器和控制器，编码器信号连接于控制器；该检测系统能够利用上述的滑罐检测方法进行判断，可以实现相同的技术效果。

Description

一种滑罐检测方法及滑罐检测系统
技术领域
本发明涉及提升设备领域，更进一步涉及一种滑罐检测方法。此外，本发明还涉及一种滑罐检测系统。
背景技术
干熄焦提升机系统是干熄焦生产的重要组成部分，它主要由两台电机驱动一台减速机，带动两个卷筒组对吊具、焦罐进行提升作业。减速机两端的高速轴分别由两套电力液压盘式制动器共同作用进行制动。
在正常生产运行中，两台电机同时运行驱动减速机进行提升作业。当其中一台电机出现故障或是电机与减速机之间的联轴器损坏后，由另一台电机单独驱动提升机运行。
由于提升机减速机内部结构原因造成单电机运行时，若减速机两端高速轴电力液压盘式制动器均处于打开状态下，电机对减速机出力不足，减速机卷筒在重力作用下向下滑落。
目前提升机电机内部装有的超速开关需要在提升机电机超速状态下才能发出故障信号，超速开关利用离心原理，当转速超过设定值时才能被触发。而被起吊的焦罐下落的瞬间，电机并不会立即超速，因而该种检测手段反应不够灵敏，造成提升机滑落距离较大(3～4米)。若提升机提升高度过低，制动距离不够就容易造成提升机系统红焦落地的重大事故发生。
对于本领域的技术人员来说，如何减少意外滑落的下降距离，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种滑罐检测方法及滑罐检测系统，直接检测卷筒的转动情况，在卷筒速度改变时立刻做出反应，可以减少意外滑落的下降距离，具体方案如下：
一种滑罐检测方法，包括：
控制器以预定时间间隔获取编码器的检测信号值；
所述控制器利用所述检测信号值计算卷筒转动角度，得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；
所述控制器比较所述实际运行线速度是否超过预定运行线速度，或者比较所述实际运行角速度是否超过预定运行角速度；
若是，所述控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；
若否，重复检测并判断。
可选地，所述预定运行线速度为提升机最大提升线速度；所述预定运行角速度为卷筒的最大转动角速度。
可选地，所述控制器利用所述编码器的检测信号值，判断卷筒的转动方向是否发生改变；
若是，所述控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；
若否，重复检测并判断。
可选地，所述预定时间间隔为500ms。
本发明还提供一种滑罐检测系统，包括用于检测卷筒转动角度的编码器和控制器，所述编码器信号连接于控制器；
所述控制器能够接收所述编码器的检测信号值，并计算得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；
所述控制器能够比较判断所述实际运行线速度是否超过预定运行线速度，或者比较判断所述实际运行角速度是否超过预定运行角速度；
若是，所述控制器向电机和抱闸装置发送控制信号，使电机停止转动，使抱闸装置对卷筒制动。
可选地，所述编码器为绝对值编码器；所述抱闸装置为电力液压盘式制动器。
可选地，所述控制器包括计算单元、第一寄存器和第二寄存器，所述第一寄存器和所述第二寄存器分别交替存放所述编码器相邻两个检测时点的检测信号值；
所述计算单元用于读取所述第一寄存器和所述第二寄存器分别存放的检测信号值，能够利用计算得到的差值与所述预定时间间隔的比值得到所述实际运行角速度，并判断所述实际运行角速度是否超过预定运行角速度；
所述计算单元用于读取所述第一寄存器和所述第二寄存器分别存放的检测信号值，能够结合卷筒的外径尺寸计算得到所述实际运行线速度，并判断所述实际运行线速度是否超过预定运行线速度；
所述计算单元用于读取所述第一寄存器和所述第二寄存器分别存放的检测信号值，能够利用计算得到的差值判断卷筒的转动方向是否发生改变。
可选地，所述编码器与所述控制器之间通过DP信号通讯。
本发明提供一种滑罐检测方法，控制器以预定时间间隔获取编码器的检测信号值，得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；如果判断结果是实际运行线速度超过预定运行线速度，或者实际运行角速度超过预定运行角速度，则控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；该检测方法直接检测了卷筒的转动速度，在卷筒速度出现异常时立刻做出反应，可以减少意外滑落的下降距离。
本发明还提供一种滑罐检测系统，包括用于检测卷筒转动角度的编码器和控制器，编码器信号连接于控制器；该检测系统能够利用上述的滑罐检测方法进行判断，可以实现相同的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明滑罐检测方法的流程图；
图2为提升机结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种滑罐检测方法及滑罐检测系统，直接检测卷筒的转动情况，在卷筒速度改变时立刻做出反应，可以减少意外滑落的下降距离。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的滑罐检测方法及滑罐检测系统进行详细的介绍说明。
图1为本发明滑罐检测方法的流程图；本发明提供的滑罐检测方法具体包括以下步骤：
S1、控制器以预定时间间隔获取编码器1的检测信号值；编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备，按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。本发明的编码器用于检测卷筒的转动角度，预先设定一个时间长度作为预定时间间隔，通常以毫秒为单位，控制器持续不断的以预定时间间隔获取编码器1的检测信号值。
S2、控制器利用检测信号值计算卷筒转动角度，得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；在相邻的两个检测时点之间卷筒转动了一定角度，将编码器1相邻两个时点的检测信号值的差值结合时间可以得到实际运行角速度；这个值为预定时间间隔内的角速度的平均值，由于预定时间间隔的取值很小，计算得到的该角速度可认为是卷筒的瞬时角速度，也即实际运行角速度。
编码器1的检测信号值结合时间、卷筒的外径尺寸可以计算得到提升机的实际运行线速度，也即缠绕在卷筒外周的钢丝绳上升或者下降的线速度。
S3、控制器比较实际运行线速度是否超过预定运行线速度，或者比较实际运行角速度是否超过预定运行角速度；上述步骤S2中可以得到两个值，分别是卷筒的实际运行角速度和提升机钢丝绳运动的实际运行线速度，这两个值当中的任何一个都可作为判断标准，其本质上是相同的，都是利用编码器1的检测信号值经计算得到某个物理代表量。
预定运行线速度和预定运行角速度都是预先设定的数值，通过将实际运行的检测数据与该预设的理论数据进行比较，一旦超过理论数据，则认为正常的运行状态被打破，出现了异常情况，需要做出相应的处理。
针对上述步骤S3的判断结果，若判断结果为是，执行步骤S4、控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；判断结果为是则代表提升机的运行状态出现异常，此时需要做出两个方面的应对，一是控制电机停止转动，二是控制抱闸装置对卷筒制动，抱闸装置直接作用于卷筒，制动后使卷筒停止转动，防止继续掉落；由于电机也同步停止转动，因此抱闸装置和电机之间不会相互抵抗。
若上述步骤S3的判断结果为否，重复检测并判断；也即重复步骤S1之后的过程，持续不断地对提升机的运行状态进行监控。
本发明的滑罐检测方法直接检测了卷筒的转动速度，在卷筒速度出现异常时立刻做出反应，立刻实现制动，相对于传统的通常检测电机的运行状态，可以减少被吊装的物品意外滑落的下降距离。
在上述方案的基础上，本发明中的预定运行线速度为提升机最大提升线速度；预定运行角速度为卷筒的最大转动角速度；此处所指为提升机带动物品向下移动的最大提升线速度和最大转动角速度，例如：提升机带动物品向下移动时，最高线速度为0.33m/s，当检测的实际运行线速度超过0.33m/s时，认为运行出现异常，需要及时关闭电机，并抱闸制动。
在上述的判断过程的基础上，本发明进一步提供了另一个判断流程，对上述的判断过程提供补充，起到防错的效果。
上述步骤S1中控制器获取了编码器1的检测信号值，控制器利用编码器1的检测信号值，执行步骤S5、判断卷筒的转动方向是否发生改变；步骤S5和步骤S2及之后的步骤是并列关系，两者分别独立进行。
针对步骤S5的判断结果，若是，控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；步骤S5的判断过程主要针对提升机向上提升的过程，检测结果为是代表卷筒原本带动钢丝绳向上移动的过程朝向相反的方向运动，此时一旦出现反向运动即认为出现异常，需要停止电机转动，并抱闸制动。朝向同一方向转动时，编码器1的检测信号值持续增大或持续减小，在持续增大的过程中信号值突然减小，或者持续减小的过程中信号值突然增大，都代表电机出现了反围；通过比较相邻检测时点的信号值变化情况即可。
若否，重复检测并判断，重新返回步骤S1，进行新一轮的检测，持续监测卷筒的运行状态。
步骤S5和步骤S3均为判断过程，两者当中任意一个判断的结果为是，则控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；步骤S3主要针对提升机向下驱动物品运行的过程，步骤S5主要针对提升机向上驱动物品运行的过程，两个判断过程相互配合，共同保证提升机正常运行。
具体地，本发明中的预定时间间隔为500ms，每间隔500ms获取一次编码器1的检测信号值。
本发明还提供一种滑罐检测系统，该滑罐检测系统应用于上述的滑罐检测方法，该系统包括用于检测卷筒转动角度的编码器1和控制器，编码器1信号连接于控制器；图2为提升机结构示意图，图中包括编码器1、卷筒2、提升减速机3、提升电机4等结构，两个提升电机4的输出轴连接于一台提升减速机3，提升减速机3经过降速增矩后输出转动，带动两个卷筒2转动；编码器1可检测卷筒2的转动状态。
控制器能够接收编码器1的检测信号值，并计算得到卷筒2的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；控制器能够比较判断实际运行线速度是否超过预定运行线速度，或者比较判断实际运行角速度是否超过预定运行角速度；若是，控制器向电机和抱闸装置发送控制信号，使电机停止转动，使抱闸装置对卷筒制动。
该滑罐检测系统的具体运行过程可参照上述滑罐检测方法的流程。该滑罐检测系统能够实现上述滑罐检测方法所达到的技术效果。
优选地，本发明所采用的编码器1为绝对值编码器；抱闸装置为电力液压盘式制动器。
具体地，本发明中的控制器包括计算单元、第一寄存器和第二寄存器，第一寄存器和第二寄存器分别交替存放编码器1相邻两个检测时点的检测信号值；控制器以预定时间间隔获取编码器1的检测信号值，第一时点的检测信号值存入第一寄存器，第二时点的检测信号值存入第二寄存器，第三时点的检测信号值存入第一寄存器，覆盖之前存储的数值，利用两个寄存器反复进行相应的计算。
计算单元用于读取第一寄存器和第二寄存器分别存放的检测信号值，能够利用计算得到的差值与预定时间间隔的比值得到实际运行角速度，并判断实际运行角速度是否超过预定运行角速度。
计算单元用于读取第一寄存器和第二寄存器分别存放的检测信号值，能够结合卷筒的外径尺寸计算得到实际运行线速度，并判断实际运行线速度是否超过预定运行线速度。
计算单元用于读取第一寄存器和第二寄存器分别存放的检测信号值，能够利用计算得到的差值判断卷筒的转动方向是否发生改变。
计算和判断的过程均由计算单元完成，并且计算单元可暂时存储计算完成的计算结果。
编码器1与控制器之间通过DP信号通讯，DP指Profibus-DP通讯协议。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种滑罐检测方法，其特征在于，包括：
控制器以预定时间间隔获取编码器(1)的检测信号值；
所述控制器利用所述检测信号值计算卷筒转动角度，得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；
所述控制器比较所述实际运行线速度是否超过预定运行线速度，或者比较所述实际运行角速度是否超过预定运行角速度；
若是，所述控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；
若否，重复检测并判断。
2.根据权利要求1所述的滑罐检测方法，其特征在于，所述预定运行线速度为提升机最大提升线速度；所述预定运行角速度为卷筒的最大转动角速度。
3.根据权利要求1所述的滑罐检测方法，其特征在于，所述控制器利用所述编码器(1)的检测信号值，判断卷筒的转动方向是否发生改变；
若是，所述控制器控制电机停止转动，并控制抱闸装置对卷筒制动；
若否，重复检测并判断。
4.根据权利要求1所述的滑罐检测方法，其特征在于，所述预定时间间隔为500ms。
5.一种滑罐检测系统，其特征在于，包括用于检测卷筒转动角度的编码器(1)和控制器，所述编码器(1)信号连接于控制器；
所述控制器能够接收所述编码器(1)的检测信号值，并计算得到卷筒的实际运行角速度、或者结合卷筒的外径尺寸得到提升机的实际运行线速度；
所述控制器能够比较判断所述实际运行线速度是否超过预定运行线速度，或者比较判断所述实际运行角速度是否超过预定运行角速度；
若是，所述控制器向电机和抱闸装置发送控制信号，使电机停止转动，使抱闸装置对卷筒制动。
6.根据权利要求5所述的滑罐检测系统，其特征在于，所述编码器(1)为绝对值编码器；所述抱闸装置为电力液压盘式制动器。
7.根据权利要求6所述的滑罐检测系统，其特征在于，所述控制器包括计算单元、第一寄存器和第二寄存器，所述第一寄存器和所述第二寄存器分别交替存放所述编码器(1)相邻两个检测时点的检测信号值；
所述计算单元用于读取所述第一寄存器和所述第二寄存器分别存放的检测信号值，能够利用计算得到的差值与所述预定时间间隔的比值得到所述实际运行角速度，并判断所述实际运行角速度是否超过预定运行角速度；
所述计算单元用于读取所述第一寄存器和所述第二寄存器分别存放的检测信号值，能够结合卷筒的外径尺寸计算得到所述实际运行线速度，并判断所述实际运行线速度是否超过预定运行线速度；
所述计算单元用于读取所述第一寄存器和所述第二寄存器分别存放的检测信号值，能够利用计算得到的差值判断卷筒的转动方向是否发生改变。
8.根据权利要求5所述的滑罐检测系统，其特征在于，所述编码器(1)与所述控制器之间通过DP信号通讯。
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