CN113738459A - 一种智能型盘车控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能型盘车控制装置，所述控制装置包括盘车电机，电源接线盒，气缸，盘车齿轮位置刻度板，齿轮实际位置指针，离合连杆，万向节连接球体，机械手柄，转速传感器，机组大轴齿轮，驱动齿轮以及电机力矩检测开关，所述盘车电机垂直安装在机组大轴齿轮上方，机组大轴齿轮一侧加装转速传感器，另一侧加装电机电源接线盒，盘车电机包含驱动齿轮，盘车电机加装电机力矩检测开关，其中盘车电机驱动齿轮右侧延伸加装机械手柄，机械手柄内部包含万向节连接球体，气动离合挂档装置气缸内部包含的离合连杆延伸加装万向节连接球体，其中，离合连杆与机械手柄延伸万向节连接球体固定安装，可实现垂直拉伸或一定角度转向。

Description

一种智能型盘车控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制装置，具体涉及一种智能型盘车控制装置，属于透平机组盘车控制系统技术领域。

背景技术

目前，国内透平机组盘车控制系统大部分为电动盘车，即通过电机齿轮旋转带动机组整个大轴呈一定角度的旋转，在机组开机或停机过程中，盘车系统必须运行，机组暖机过程中，盘车启动，使转子均匀受热，机组停机后，盘车启动，时大轴均匀散热，消除转子的热弯曲度，避免发生动静部分的干摩擦，造成设备伤害事故。一般的盘车启动均通过人工操作盘车电机运行，拔出保险销，推手柄，齿轮啮合，行程开关闭合接通盘车电源启动，不利于工作效率提升，人工现场操作危险性强，智能化程度不够，故障率高。所以非常有必要发明一种智能型的电动盘车控制装置，实现机组盘车的全自动运行及故障判断识别功能的实现。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种智能型盘车控制装置，该技术方案通过加装气动齿轮离合装置，位置检测装置及图像识别检测技术，自动逻辑判断控制盘车电机自动运行，无需人工干预，智能化控制，同时具备故障识别判断报警及旁路仿真运行功能，保证机组盘车系统正常工作。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种智能型盘车控制装置，所述控制装置包括盘车电机，电源接线盒，气缸，盘车齿轮位置刻度板，齿轮实际位置指针，离合连杆，万向节连接球体，机械手柄，转速传感器，机组大轴齿轮，驱动齿轮以及电机力矩检测开关，所述盘车电机垂直安装在机组大轴齿轮上方，机组大轴齿轮一侧加装转速传感器，另一侧加装电机电源接线盒，盘车电机包含驱动齿轮，盘车电机加装电机力矩检测开关，其中盘车电机驱动齿轮右侧延伸加装机械手柄，机械手柄内部包含万向节连接球体，气动离合挂档装置气缸内部包含的离合连杆延伸加装万向节连接球体，其中，离合连杆与机械手柄延伸万向节连接球体固定安装，可实现垂直拉伸或一定角度转向。

作为本发明的一种改进，所述气缸内部包含的三组接近开关分别检测齿轮退位检测接近开关，齿对齿检测接近开关，齿轮进位啮合检测接近开关的三种状态信号，再将信号传送至盘车运行控制逻辑程序中。

作为本发明的一种改进，所述盘车驱动齿轮固定加装的机械手柄再延伸加装齿轮实际位置指针，在指针右侧固定加装盘车齿轮位置刻度板，刻度板包含齿轮进位，齿对齿，齿轮退位三组位置，在盘车齿轮位置刻度板右侧安装图像检测仪。

作为本发明的一种改进，所述进气电磁阀动作，气缸气源压力推动离合连杆动作，离合连杆带动齿轮机械手柄动作，机械手柄带动驱动齿轮动作，实现气动控制的盘车齿轮离合挂档功能。

智能型盘车控制装置的控制方法，智能盘车控制逻辑程序分三种控制模式：

模式一：盘车正常运行控制模式；

转速传感器检测到机组大轴转速信号为“零”，盘车启动程序开始工作，电磁阀得电动作，气缸内气源压力驱动离合连杆带动电机驱动齿轮进位动作，此时齿轮进位信号到后，程序驱动盘车电机得电，盘车开始运行，转速传感器将盘车运行转速30r/min信号反馈到盘车控制程序中实现盘车正常的闭环控制。如果电磁阀得电后，齿轮进位啮合信号未到，齿轮未进位信号到，则程序再次启动，再次驱动电磁阀得电，再次驱动齿轮进位，反复2次，直至盘车齿轮与机组大轴齿轮进位啮合，满足盘车电机启动条件。

模式二：接近开关故障后盘车仿真运行控制模式；

盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，齿轮啮合故障信号到，即盘车驱动齿轮与机组大轴齿轮无法齿对齿啮合进位，此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置已经进位啮合，则程序认为接近开关故障，此时盘车故障仿真程序启动，程序继续驱动盘车电机得电工作，盘车正常运行。防止气缸接近开关故障导致盘车启动中断，影响机组安全，通过仿真程序，充分保证盘车系统工作稳定，确保机组安全；此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置确实没有进位啮合，则立即中断盘车启动程序，防止盘车齿轮未进位啮合故障继续启动电机损坏齿轮的故障发生；

模式三：盘车电机力矩故障控制模式；

盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，盘车齿轮进位啮合信号正常，盘车电机得电工作，此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩正常，则盘车程序继续运行，盘车正常工作；

此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩异常，则程序立即判断盘车电机故障，中断盘车程序，防止电机过力矩继续运行导致的电机烧毁故障的发生。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案设计了一种气动控制的盘车齿轮离合挂档装置，控制精度高，保证齿轮进位啮合；2)该技术方案加装了转速测量传感器，提供0(r/min)转速信号启动盘车，通过30(r/min)转速信号闭环控制盘车程序；3)该技术方案通过加装接近开关检测盘车齿轮位置，实现盘车运行的自动控制，通过加装图像检测仪识别盘车齿轮机械手柄位置，自动判断盘车齿轮实际位置，为接近开关故障仿真程序启动提供运行条件；4)该技术方案加装了盘车电机力矩检测开关，及时报警，中断程序，保证盘车电机安全工作；5)该方案体现在设计了一种盘车齿轮位置接近开关故障仿真控制程序，充分保证盘车系统工作稳定，确保机组安全；6)该方案通过加装气动齿轮离合装置，位置检测装置及图像识别检测技术和自动逻辑判断控制程序的组合应用，控制盘车电机自动运行，无需人工干预，提高机组运行效率。本专利技术的有益之处还进一步体现在智能化控制盘车运行，同时具备故障识别判断报警及旁路仿真运行功能，保证机组盘车系统正常工作。

附图说明

图1为智能盘车控制装置现场布置图：

图2智能盘车气缸接近开关测量原理图；

图3盘车正常运行控制模式程序框图；

图4接近开关故障盘车仿真运行控制模式程序框图；

图5盘车电机力矩故障控制模式程序框图所示；

图中：1、盘车电机，2、电源接线盒，3、气缸，4齿轮进位啮合检测接近开关，5、齿对齿检测接近开关，6、进气电磁阀，7、齿轮退位检测接近开关，8、盘车齿轮位置刻度板，9、图像检测仪，10、齿轮实际位置指针，11、离合连杆，12、万向节连接球体，13、机械手柄，14、转速传感器，15、机组大轴齿轮，16、驱动齿轮，17、电机力矩检测开关17。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1，一种智能型盘车控制装置，所述控制装置包括盘车电机1，电源接线盒2，气缸3，盘车齿轮位置刻度板8，齿轮实际位置指针10，离合连杆11，万向节连接球体12，机械手柄13，转速传感器14，机组大轴齿轮15，驱动齿轮16以及电机力矩检测开关17，所述盘车电机1垂直安装在机组大轴齿轮15上方，机组大轴齿轮15一侧加装转速传感器14，另一侧加装电机电源接线盒2，盘车电机1包含驱动齿轮16，盘车电机1加装电机力矩检测开关17，其中盘车电机驱动齿轮16右侧延伸加装机械手柄13，机械手柄13内部包含万向节连接球体12，气动离合挂档装置气缸3内部包含的离合连杆11延伸加装万向节连接球体，其中，离合连杆11与机械手柄13延伸万向节连接球体12固定安装，可实现垂直拉伸或一定角度转向，所述气缸3内部包含的三组接近开关分别检测齿轮退位检测接近开关7，齿对齿检测接近开关5，齿轮进位啮合检测接近开关4的三种状态信号，再将信号传送至盘车运行控制逻辑程序中，所述盘车驱动齿轮16固定加装的机械手柄13再延伸加装齿轮实际位置指针10，在指针10右侧固定加装盘车齿轮位置刻度板8，刻度板包含齿轮进位，齿对齿，齿轮退位三组位置，在盘车齿轮位置刻度板右侧安装图像检测仪9，所述进气电磁阀6动作，气缸3气源压力推动离合连杆11动作，离合连杆11带动齿轮机械手柄13动作，机械手柄13带动驱动齿轮16动作，实现气动控制的盘车齿轮离合挂档功能。当盘车运行程序启动，程序控制电磁阀得电动作，气缸气源迅速进入气缸内部控制离合连杆进位上移动作，离合连杆带动齿轮机械手柄动作，进而驱动盘车齿轮与机组大轴齿轮进位啮合；此时气缸内部包含的齿轮进位啮合接近开关检测到齿轮进位信号后，立即将齿轮进位信号送至盘车控制逻辑程序中，智能盘车控制程序立即启动盘车电机运行，盘车电机通过电机齿轮带动机组大轴齿轮进行30r/min转速旋转。

实施例2：参见图1，一种智能型盘车控制方法，智能盘车控制逻辑程序分三种控制模式：

模式一：盘车正常运行控制模式；

转速传感器检测到机组大轴转速信号为“零”，盘车启动程序开始工作，电磁阀得电动作，气缸内气源压力驱动离合连杆带动电机驱动齿轮进位动作，此时齿轮进位信号到后，程序驱动盘车电机得电，盘车开始运行，转速传感器将盘车运行转速30r/min信号反馈到盘车控制程序中实现盘车正常的闭环控制。如果电磁阀得电后，齿轮进位啮合信号未到，齿轮未进位信号到，则程序再次启动，再次驱动电磁阀得电，再次驱动齿轮进位，反复2次，直至盘车齿轮与机组大轴齿轮进位啮合，满足盘车电机启动条件。

模式二：接近开关故障后盘车仿真运行控制模式；

盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，齿轮啮合故障信号到，即盘车驱动齿轮与机组大轴齿轮无法齿对齿啮合进位，此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置已经进位啮合，则程序认为接近开关故障，此时盘车故障仿真程序启动，程序继续驱动盘车电机得电工作，盘车正常运行。防止气缸接近开关故障导致盘车启动中断，影响机组安全，通过仿真程序，充分保证盘车系统工作稳定，确保机组安全；此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置确实没有进位啮合，则立即中断盘车启动程序，防止盘车齿轮未进位啮合故障继续启动电机损坏齿轮的故障发生；

模式三：盘车电机力矩故障控制模式；

盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，盘车齿轮进位啮合信号正常，盘车电机得电工作，此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩正常，则盘车程序继续运行，盘车正常工作；

此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩异常，则程序立即判断盘车电机故障，中断盘车程序，防止电机过力矩继续运行导致的电机烧毁故障的发生。

安装和工作过程：参照图1—图5，当盘车运行程序启动，程序控制电磁阀得电动作，气缸气源迅速进入气缸内部控制离合连杆进位上移动作，离合连杆带动齿轮机械手柄动作，进而驱动盘车齿轮与机组大轴齿轮进位啮合；此时气缸内部包含的齿轮进位啮合接近开关检测到齿轮进位信号后，立即将齿轮进位信号送至盘车控制逻辑程序中，智能盘车控制程序立即启动盘车电机运行，盘车电机通过电机齿轮带动机组大轴齿轮进行30r/min转速旋转。

当盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，齿轮啮合故障信号到，此时图像检测仪判断实际齿轮位置已经进位啮合，则程序认为接近开关故障，此时盘车故障仿真程序启动，程序继续驱动盘车电机得电工作，盘车正常运行。

当盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，盘车齿轮进位啮合信号正常，盘车电机得电工作，此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩正常，则盘车程序继续运行，盘车正常工作。

综上所述：本专利技术设计的一种全新的透平机组盘车控制系统，通过加装气动齿轮离合装置，位置检测装置及图像识别检测技术，自动逻辑判断控制盘车电机自动运行，无需人工干预，智能化控制，同时具备故障识别判断报警及旁路仿真运行功能，保证机组盘车系统正常工作。

如图2智能盘车气缸接近开关测量原理图所示：气缸3内部包含的三组接近开关分别检测齿轮退位检测接近开关7，齿对齿检测接近开关5，齿轮进位啮合检测接近开关4的三种状态信号，再将信号传送至盘车运行控制逻辑程序中。

如图3盘车正常运行控制模式程序框图所示：转速传感器检测到机组大轴转速信号为0(r/min)，盘车气动程序开始工作，电磁阀得电动作，气缸内气源压力驱动离合连杆带动电机驱动齿轮进位动作，此时齿轮进位信号到后，程序驱动盘车电机得电，盘车开始运行，转速传感器将盘车运行转速30(r/min)信号反馈到盘车控制程序中实现盘车正常的闭环控制。如果电磁阀得电后，齿轮进位啮合信号未到，齿轮未进位信号到，则程序再次启动，再次驱动电磁阀得电，再次驱动齿轮进位，反复2次，直至盘车齿轮与机组大轴齿轮进位啮合，满足盘车电机启动条件。

如图4接近开关故障盘车仿真运行控制模式程序框图所示：盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，齿轮啮合故障信号到，即盘车驱动齿轮与机组大轴齿轮无法齿对齿啮合进位，此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置已经进位啮合，则程序认为接近开关故障，此时盘车故障仿真程序启动，程序继续驱动盘车电机得电工作，盘车正常运行。防止气缸接近开关故障导致盘车启动中断，影响机组安全，通过仿真程序，充分保证盘车系统工作稳定，确保机组安全。

此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置确实没有进位啮合，则立即中断盘车启动程序，防止盘车齿轮未进位啮合故障继续启动电机损坏齿轮的故障发生。

如图5盘车电机力矩故障控制模式程序框图所示：盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，盘车齿轮进位啮合信号正常，盘车电机得电工作，此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩正常，则盘车程序继续运行，盘车正常工作。

此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩异常，则程序立即判断盘车电机故障，中断盘车程序，防止电机过力矩继续运行导致的电机烧毁故障的发生。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种智能型盘车控制装置，其特征在于，所述控制装置包括盘车电机，电源接线盒，气缸，盘车齿轮位置刻度板，齿轮实际位置指针，离合连杆，万向节连接球体，机械手柄，转速传感器，机组大轴齿轮，驱动齿轮以及电机力矩检测开关，所述盘车电机垂直安装在机组大轴齿轮上方，机组大轴齿轮一侧加装转速传感器，另一侧加装电机电源接线盒，盘车电机包含驱动齿轮，盘车电机加装电机力矩检测开关，其中盘车电机驱动齿轮右侧延伸加装机械手柄，机械手柄内部包含万向节连接球体，气动离合挂档装置气缸内部包含的离合连杆延伸加装万向节连接球体，其中，离合连杆与机械手柄延伸万向节连接球体固定安装，可实现垂直拉伸或一定角度转向。

2.根据权利要求1所述的智能型盘车控制装置，其特征在于，所述气缸内部包含的三组接近开关分别检测齿轮退位检测接近开关，齿对齿检测接近开关，齿轮进位啮合检测接近开关的三种状态信号，再将信号传送至盘车运行控制逻辑程序中。

3.根据权利要求2所述的智能型盘车控制装置，其特征在于，所述盘车驱动齿轮固定加装的机械手柄再延伸加装齿轮实际位置指针，在指针右侧固定加装盘车齿轮位置刻度板，刻度板包含齿轮进位，齿对齿，齿轮退位三组位置，在盘车齿轮位置刻度板右侧安装图像检测仪。

4.根据权利要求3所述的智能型盘车控制装置，其特征在于，所述进气电磁阀动作，气缸气源压力推动离合连杆动作，离合连杆带动齿轮机械手柄动作，机械手柄带动驱动齿轮动作，实现气动控制的盘车齿轮离合挂档功能。

5.采用权利要求1-4任意一项智能型盘车控制装置的控制方法，其特征在于，智能盘车控制逻辑程序分三种控制模式：

模式一：盘车正常运行控制模式；

转速传感器检测到机组大轴转速信号为“零”，盘车启动程序开始工作，电磁阀得电动作，气缸内气源压力驱动离合连杆带动电机驱动齿轮进位动作，此时齿轮进位信号到后，程序驱动盘车电机得电，盘车开始运行，转速传感器将盘车运行转速30r/min信号反馈到盘车控制程序中实现盘车正常的闭环控制。如果电磁阀得电后，齿轮进位啮合信号未到，齿轮未进位信号到，则程序再次启动，再次驱动电磁阀得电，再次驱动齿轮进位，反复2次，直至盘车齿轮与机组大轴齿轮进位啮合，满足盘车电机启动条件。

模式二：接近开关故障后盘车仿真运行控制模式；

盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，齿轮啮合故障信号到，即盘车驱动齿轮与机组大轴齿轮无法齿对齿啮合进位，此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置已经进位啮合，则程序认为接近开关故障，此时盘车故障仿真程序启动，程序继续驱动盘车电机得电工作，盘车正常运行。防止气缸接近开关故障导致盘车启动中断，影响机组安全，通过仿真程序，充分保证盘车系统工作稳定，确保机组安全；此时图像检测仪通过对现场盘车齿轮机械手柄实际齿轮位置检测，判断实际齿轮位置确实没有进位啮合，则立即中断盘车启动程序，防止盘车齿轮未进位啮合故障继续启动电机损坏齿轮的故障发生；

模式三：盘车电机力矩故障控制模式；

盘车启动程序开始运行，电磁阀得电动作，气缸工作，盘车齿轮进位啮合信号正常，盘车电机得电工作，此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩正常，则盘车程序继续运行，盘车正常工作；

此时电机力矩检测开关测量信号显示电机力矩异常，则程序立即判断盘车电机故障，中断盘车程序，防止电机过力矩继续运行导致的电机烧毁故障的发生。

Images