CN113979339A - 一种塔式起重机的风标控制电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔式起重机的风标控制电路及控制方法，输入端接收风标启动按钮的输入信号，输出端分别与风标衔铁和回转制动器相连，包括：启动信号单元、延时单元和驱动单元；所述延时单元包括风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元；所述驱动单元包括风标衔铁驱动单元和回转制动器驱动单元；所述启动信号单元分别与所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元相连，所述风标衔铁延时单元与所述风标衔铁驱动单元相连，所述回转制动器延时单元与所述回转制动器驱动单元相连；用于对塔式起重机的风标衔铁和回转制动器的控制，实现了塔式起重机的风标功能，并且具有可靠性高、成本低、体积小、生产制造效率高、可维护性能强且智能化的优点。

Description

一种塔式起重机的风标控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，更具体的说是涉及一种塔式起重机的风标控制电路及控制方法。

背景技术

塔机风标控制电路是完成一次塔机风标启动的功能电路，塔机风标启动过程中，风标衔铁和回转制动器的动作存在时序先后的关系，塔机风标启动时，风标衔铁线圈和回转制动器需要同时得电，然后回转制动器线圈先失电，风标衔铁线圈后失电，这样才能完成回转制动器锁止，以实现风标的启动。

现有的风标启动控制器采用继电器实现，但是，继电器触点寿命短、接线多、造价高、体积大，而且继电器组成的功能电路接线安装复杂，与智能设备信号兼容性低。

因此，如何提供一种可靠性高、低成本、小体积、生产制造效率高、可维护性能强且智能化的塔式起重机的风标控制电路及控制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种塔式起重机的风标控制电路及控制方法，实现了塔式起重机的风标功能，并且具有可靠性高、成本低、体积小、生产制造效率高、可维护性能强且智能化的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种塔式起重机的风标控制电路，输入端接收风标启动按钮的输入信号，输出端分别与风标衔铁和回转制动器相连，包括：启动信号单元、延时单元和驱动单元；所述延时单元包括风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元；所述驱动单元包括风标衔铁驱动单元和回转制动器驱动单元；所述启动信号单元分别与所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元相连，所述风标衔铁延时单元与所述风标衔铁驱动单元相连，所述回转制动器延时单元与所述回转制动器驱动单元相连。

优选的，所述启动信号单元包括电阻R1、电阻R4、电容C3和非门U1A，所述电阻R1、电阻R4与电容C3相连，并与非门U1A的输入端1脚相连，非门U1A的输出端2脚为所述启动信号单元的输出端，所述启动信号单元的输出端分别与所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元相连。

优选的，所述风标衔铁延时单元包括二极管D1、电容C1、电容C6、电阻R2、非门U1B和非门U1C，所述二极管D1的输入端与所述启动信号单元的输出端相连，所述二极管D1的输出端与所述非门U1B的输入端3脚相连，所述电容C1、所述电容C6和所述电阻R2并联连接并接地，所述电容C1、所述电容C6和所述电阻R2均连接于所述二极管D1的输出端和所述非门U1B的输入端3脚之间，所述非门U1B的输出端4脚与所述非门U1C的输入端5脚相连，所述非门U1C的输出端6脚为所述风标衔铁延时单元的输出端，与所述风标延时单元的输入端相连。

优选的，所述回转制动器延时单元包括二极管D2、电容C4、电阻R7、非门U1D和非门U1E，所述二极管D2的输入端与所述启动信号单元的输出端相连，所述二极管D2的输出端与所述非门U1D的输入端9脚相连，所述电容C4和所述电阻R7并联并接地，所述电容C4和所述电阻R7均连接于所述二极管D2的输出端和所述非门U1D的输入端9脚之间，所述非门U1D的输出端8脚与所述非门U1E的输入端11脚相连，所述U1E的输出端10脚为所述回转制动器延时单元的输出端，与所述回转制动器驱动单元相连。

优选的，所述风标衔铁驱动单元包括电阻R5、电阻R3、电容C2和场效应管Q1，所述电阻R5的一端与所述风标衔铁延时单元的输出端相连，另一端与所述电阻R3和所述电容C2分别相连，所述电阻R3与所述电容C2并联，所述电容C2的一端与所述场效应管Q1的栅极相连，另一端与所述场效应管Q1的源极相连并接地，所述场效应管Q1的漏极与所述风标衔铁相连。

优选的，所述回转制动器驱动单元包括电阻R6、电阻R8、电容C5和场效应管Q2，所述电阻R6的一端与所述回转制动器延时单元的输出端相连，另一端分别与所述电阻R8和所述电容C5相连，所述电阻R8与所述电容C5并联，所述电容C5的一端与所述场效应管Q2的栅极相连，另一端与所述场效应管Q2的源极相连并接地，所述场效应管Q2的漏极与所述回转制动器相连。

一种塔式起重机的风标控制电路的控制方法，包括以下步骤：

步骤1.当输入信号为低电平，所述启动信号单元输出高电平，所述输入信号变为高电平，所述启动信号单元输出低电平；

步骤2.当所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元接收高电平时，输出高电平，当所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元接收低电平时，所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元均延时输出低电平，所述风标衔铁延时单元的延时时间滞后于所述回转制动器延时单元的延时时间；

步骤3.当所述风标衔铁驱动单元和所述回转制动器驱动单元接收高电平时，衔铁插入回转制动器内，并且回转制动器开闸，当所述回转制动器驱动单元接收低电平时，驱动回转制动器抱闸，回转制动器被钳位在开闸状态，无法闭合，所述风标衔铁驱动单元滞后于所述回转制动器驱动单元接收低电平，驱动风标衔铁关闭，风标衔铁被回转制动器钳位在插入状态，风标功能启动完成。

优选的，所述步骤1具体包括：所述启动信号单元接收低电平，由非门U1A翻转成高电平并输出，所述启动信号单元接收高电平，由所述非门U1A翻转成低电平并输出。

优选的，所述步骤2具体包括：当所述风标衔铁延时单元接收高电平时，经由二极管D1分别给电容C1和电容C6充电，高电平经由非门U1B和非门U1C翻转两次后输出高电平，同时所述回转制动器延时单元接收高电平，经由二极管D2给电容C4充电，然后高电平经由非门U1D和非门U1E翻转两次后输出高电平；当所述回转制动器延时单元接收低电平时，所述电容C4经由电阻R7放电，放电完成后，低电平经由所述非门U1D和所述非门U1E翻转两次，输出低电平，所述风标衔铁延时单元接收低电平，所述电容C1和所述电容C6经由电阻R2放电，所述电容C1和所述电容C6晚于所述电容C4放电完成，低电平经由所述非门U1B和所述非门U1C翻转两次，输出低电平。

优选的，所述步骤3具体包括：当所述风标衔铁驱动单元接收高电平时，驱动场效应管Q1导通，风标衔铁线圈得电，衔铁插入回转制动器内，所述回转制动器驱动单元接收高电平，驱动场效应管Q2导通，回转制动器线圈得电开闸；当所述回转制动器驱动单元接收低电平时，所述场效应管Q2关断，驱动回转制动器线圈断电，回转制动器抱闸，回转制动器被钳位在开闸状态，无法闭合，所述风标衔铁驱动单元滞后于所述回转制动器驱动单元接收低电平，所述场效应管Q1关断，驱动风标衔铁线圈断电，断电后依然保持衔铁插入状态，风标功能启动完成。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种塔式起重机的风标控制电路及控制方法，使用无触点半导体开关元件代替了原有机械触点的继电器，提高了设备使用寿命；使用集成印制电路板相比原有电气导轨安装加电缆接线的方式，实现了小型化，提高了检修效率，且更适合高效率的批量生产；采用电子元器件，更方便与其他智能设备连接，实现了智能化。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的整体电路图；

图2附图为本发明提供的启动信号单元电路图；

图3附图为本发明提供的延时单元电路图；

图4附图为本发明提供的驱动单元电路图

图5附图为本发明提供的风标启动过程流程图；

图6附图为本发明提供的风标启动过程时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种塔式起重机的风标控制电路，如图1所示，输入端接收风标启动按钮的输入信号，输出端分别与风标衔铁和回转制动器相连，包括：启动信号单元、延时单元和驱动单元；延时单元包括风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元；驱动单元包括风标衔铁驱动单元和回转制动器驱动单元；启动信号单元分别与风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元相连，风标衔铁延时单元与风标衔铁驱动单元相连，回转制动器延时单元与回转制动器驱动单元相连。

为了进一步实施上述技术方案，如图2所示，启动信号单元包括电阻R1、电阻R4、电容C3和非门U1A，电阻R1、电阻R4与电容C3相连，并与非门U1A的输入端1脚相连，非门U1A的输出端2脚为启动信号单元的输出端，启动信号单元的输出端分别与风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元相连。

电阻R1、电阻R4与电容C3组成输入信号滤波电路，输入信号经由滤波电路，输入至非门U1A的1脚，经过一次电平翻转后，输入至后级单元。

为了进一步实施上述技术方案，如图3所示，风标衔铁延时单元包括二极管D1、电容C1、电容C6、电阻R2、非门U1B和非门U1C，二极管D1的输入端与启动信号单元的输出端相连，二极管D1的输出端与非门U1B的输入端3脚相连，电容C1、电容C6和电阻R2并联连接并接地，电容C1、电容C6和电阻R2均连接于二极管D1的输出端和非门U1B的输入端3脚之间，非门U1B的输出端4脚与非门U1C的输入端5脚相连，非门U1C的输出端6脚为风标衔铁延时单元的输出端，与风标延时单元的输入端相连。

为了进一步实施上述技术方案，回转制动器延时单元包括二极管D2、电容C4、电阻R7、非门U1D和非门U1E，二极管D2的输入端与启动信号单元的输出端相连，二极管D2的输出端与非门U1D的输入端9脚相连，电容C4和电阻R7并联并接地，电容C4和电阻R7均连接于二极管D2的输出端和非门U1D的输入端9脚之间，非门U1D的输出端8脚与非门U1E的输入端11脚相连，U1E的输出端10脚为回转制动器延时单元的输出端，与回转制动器驱动单元相连。

为了进一步实施上述技术方案，如图4所示，风标衔铁驱动单元包括电阻R5、电阻R3、电容C2和场效应管Q1，电阻R5的一端与风标衔铁延时单元的输出端相连，另一端与电阻R3和电容C2分别相连，电阻R3与电容C2并联，电容C2的一端与场效应管Q1的栅极相连，另一端与场效应管Q1的源极相连并接地，场效应管Q1的漏极与风标衔铁相连。

前级信号经由电阻R5输入，通过场效应管Q1的导通和关断控制风标衔铁的打开和关闭。

为了进一步实施上述技术方案，回转制动器驱动单元包括电阻R6、电阻R8、电容C5和场效应管Q2，电阻R6的一端与回转制动器延时单元的输出端相连，另一端分别与电阻R8和电容C5相连，电阻R8与电容C5并联，电容C5的一端与场效应管Q2的栅极相连，另一端与场效应管Q2的源极相连并接地，场效应管Q2的漏极与回转制动器相连。

前级信号经由电阻R6输入，通过场效应管Q2的导通和关断控制回转制动器的开闸和抱闸。

一种塔式起重机的风标控制电路的控制方法，如图5和图6所示，包括以下步骤：

步骤1.当输入信号为低电平，启动信号单元输出高电平，输入信号变为高电平，启动信号单元输出低电平；

步骤2.当风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元接收高电平时，输出高电平，当风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元接收低电平时，风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元均延时输出低电平，风标衔铁延时单元的延时时间滞后于回转制动器延时单元的延时时间；

步骤3.当风标衔铁驱动单元和回转制动器驱动单元接收高电平时，衔铁插入回转制动器内，并且回转制动器开闸，当回转制动器驱动单元接收低电平时，驱动回转制动器抱闸，回转制动器被钳位在开闸状态，无法闭合，风标衔铁驱动单元滞后于回转制动器驱动单元接收低电平，驱动风标衔铁关闭，风标衔铁被回转制动器钳位在插入状态，风标功能启动完成。

为了进一步实施上述技术方案，步骤1具体包括：启动信号单元接收低电平，由非门U1A翻转成高电平并输出，启动信号单元接收高电平，由非门U1A翻转成低电平并输出。

为了进一步实施上述技术方案，步骤2具体包括：当风标衔铁延时单元接收高电平时，经由二极管D1分别给电容C1和电容C6充电，高电平经由非门U1B和非门U1C翻转两次后输出高电平，同时回转制动器延时单元接收高电平，经由二极管D2给电容C4充电，然后高电平经由非门U1D和非门U1E翻转两次后输出高电平；当回转制动器延时单元接收低电平时，电容C4经由电阻R7放电，放电完成后，低电平经由非门U1D和非门U1E翻转两次，输出低电平，风标衔铁延时单元接收低电平，电容C1和电容C6经由电阻R2放电，电容C1和电容C6晚于电容C4放电完成，低电平经由非门U1B和非门U1C翻转两次，输出低电平。

通过调整电容C1的电容值、电容C6的电容值和电阻R2的电阻值，可以实现调整风标衔铁线圈的延时时间，通过调整电容C4的电容值和电阻R7的电阻值，可以实现调整回转制动器线圈的延时时间。

为了进一步实施上述技术方案，步骤3具体包括：当风标衔铁驱动单元接收高电平时，驱动场效应管Q1导通，风标衔铁线圈得电，衔铁插入回转制动器内，回转制动器驱动单元接收高电平，驱动场效应管Q2导通，回转制动器线圈得电开闸；当回转制动器驱动单元接收低电平时，场效应管Q2关断，驱动回转制动器线圈断电，回转制动器抱闸，但因风标衔铁插入，回转制动器被钳位在开闸状态，无法闭合，风标衔铁驱动单元滞后于回转制动器驱动单元接收低电平，场效应管Q1关断，驱动风标衔铁线圈断电，但因衔铁被回转制动器钳位在插入状态，断电后依然保持衔铁插入状态，风标功能启动完成。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

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 (10)

1.一种塔式起重机的风标控制电路，输入端接收风标启动按钮的输入信号，输出端分别与风标衔铁和回转制动器相连，其特征在于，包括：启动信号单元、延时单元和驱动单元；所述延时单元包括风标衔铁延时单元和回转制动器延时单元；所述驱动单元包括风标衔铁驱动单元和回转制动器驱动单元；所述启动信号单元分别与所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元相连，所述风标衔铁延时单元与所述风标衔铁驱动单元相连，所述回转制动器延时单元与所述回转制动器驱动单元相连。

2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机的风标控制电路，其特征在于，所述启动信号单元包括电阻R1、电阻R4、电容C3和非门U1A，所述电阻R1、所述电阻R4与所述电容C3相连，并与所述非门U1A的输入端1脚相连，所述非门U1A的输出端2脚为所述启动信号单元的输出端，所述启动信号单元的输出端分别与所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元相连。

3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机的风标控制电路，其特征在于，所述风标衔铁延时单元包括二极管D1、电容C1、电容C6、电阻R2、非门U1B和非门U1C，所述二极管D1的输入端与所述启动信号单元的输出端相连，所述二极管D1的输出端与所述非门U1B的输入端3脚相连，所述电容C1、所述电容C6和所述电阻R2并联连接并接地，所述电容C1、所述电容C6和所述电阻R2均连接于所述二极管D1的输出端和所述非门U1B的输入端3脚之间，所述非门U1B的输出端4脚与所述非门U1C的输入端5脚相连，所述非门U1C的输出端6脚为所述风标衔铁延时单元的输出端，与所述风标延时单元的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机的风标控制电路，其特征在于，所述回转制动器延时单元包括二极管D2、电容C4、电阻R7、非门U1D和非门U1E，所述二极管D2的输入端与所述启动信号单元的输出端相连，所述二极管D2的输出端与所述非门U1D的输入端9脚相连，所述电容C4和所述电阻R7并联并接地，所述电容C4和所述电阻R7均连接于所述二极管D2的输出端和所述非门U1D的输入端9脚之间，所述非门U1D的输出端8脚与所述非门U1E的输入端11脚相连，所述U1E的输出端10脚为所述回转制动器延时单元的输出端，与所述回转制动器驱动单元相连。

5.根据权利要求1所述的一种塔式起重机的风标控制电路，其特征在于，所述风标衔铁驱动单元包括电阻R5、电阻R3、电容C2和场效应管Q1，所述电阻R5的一端与所述风标衔铁延时单元的输出端相连，另一端分别与所述电阻R3和所述电容C2相连，所述电阻R3与所述电容C2并联，所述电容C2的一端与所述场效应管Q1的栅极相连，另一端与所述场效应管Q1的源极相连并接地，所述场效应管Q1的漏极与所述风标衔铁相连。

6.根据权利要求1所述的一种塔式起重机的风标控制电路，其特征在于，所述回转制动器驱动单元包括电阻R6、电阻R8、电容C5和场效应管Q2，所述电阻R6的一端与所述回转制动器延时单元的输出端相连，另一端分别与所述电阻R8和所述电容C5相连，所述电阻R8与所述电容C5并联，所述电容C5的一端与所述场效应管Q2的栅极相连，另一端与所述场效应管Q2的源极相连并接地，所述场效应管Q2的漏极与所述回转制动器相连。

7.一种塔式起重机的风标控制电路的控制方法，包括权利要求1-6中任意一项的一种塔式起重机的风标控制电路，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.当输入信号为低电平，所述启动信号单元输出高电平，所述输入信号变为高电平，所述启动信号单元输出低电平；

步骤2.当所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元接收高电平时，输出高电平，当所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元接收低电平时，所述风标衔铁延时单元和所述回转制动器延时单元均延时输出低电平，所述风标衔铁延时单元的延时时间滞后于所述回转制动器延时单元的延时时间；

步骤3.当所述风标衔铁驱动单元和所述回转制动器驱动单元接收高电平时，衔铁插入回转制动器内，并且回转制动器开闸，当所述回转制动器驱动单元接收低电平时，驱动回转制动器抱闸，回转制动器被钳位在开闸状态，无法闭合，所述风标衔铁驱动单元滞后于所述回转制动器驱动单元接收低电平，驱动风标衔铁关闭，风标衔铁被回转制动器钳位在插入状态，风标功能启动完成。

8.根据权利要求7所述的一种塔式起重机的风标控制电路的控制方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：所述启动信号单元接收低电平，由非门U1A翻转成高电平并输出，所述启动信号单元接收高电平，由所述非门U1A翻转成低电平并输出。

9.根据权利要求7所述的一种塔式起重机的风标控制电路的控制方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：当所述风标衔铁延时单元接收高电平时，经由二极管D1分别给电容C1和电容C6充电，高电平经由非门U1B和非门U1C翻转两次后输出高电平，同时所述回转制动器延时单元接收高电平，经由二极管D2给电容C4充电，然后高电平经由非门U1D和非门U1E翻转两次后输出高电平；当所述回转制动器延时单元接收低电平时，所述电容C4经由电阻R7放电，放电完成后，低电平经由所述非门U1D和所述非门U1E翻转两次，输出低电平，所述风标衔铁延时单元接收低电平，所述电容C1和所述电容C6经由电阻R2放电，所述电容C1和所述电容C6晚于所述电容C4放电完成，低电平经由所述非门U1B和所述非门U1C翻转两次，输出低电平。

10.根据权利要求7所述的一种塔式起重机的风标控制电路的控制方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：当所述风标衔铁驱动单元接收高电平时，驱动场效应管Q1导通，风标衔铁线圈得电，衔铁插入回转制动器内，所述回转制动器驱动单元接收高电平，驱动场效应管Q2导通，回转制动器线圈得电开闸；当所述回转制动器驱动单元接收低电平时，所述场效应管Q2关断，驱动回转制动器线圈断电，回转制动器抱闸，回转制动器被钳位在开闸状态，无法闭合，所述风标衔铁驱动单元滞后于所述回转制动器驱动单元接收低电平，所述场效应管Q1关断，驱动风标衔铁线圈断电，断电后依然保持衔铁插入状态，风标功能启动完成。

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