CN114590662B - 一种往复式提升机控制方法及往复式提升机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种往复式提升机控制方法及往复式提升机，通过在往复式提升机内的轿厢上设置第一平层对准单元，在每层外部接驳输送机上设置第二平层对准单元，当轿厢运行至目标层后并停止后，由第一平层对准单元和第二平层对准单元进行平层对准校验，并输出反馈信号至控制系统，控制系统只有在接收到平层对准校验正常的反馈信号后，才可控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行，从而解决了因轿厢过冲而导致轿厢内外输送机面未齐平，从而导致物体在输送时发生的颠簸、卡塞或倾倒的情况，降低了因此而引发生产事故或安全事故的可能性，保障了提升机在运行过程中的安全性和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于提升机技术领域，尤其涉及一种往复式提升机控制方法及往复式提升机。
背景技术
往复式提升机做为非载人的电梯，根据其货物的出入口方向分为C型、Z型、E型、F型，是工业生产中常用的垂直输送设备，用以实现物流各环节(生产、包装、仓储)的自动化输送以及实现跨楼层的输送。目前，在许多智慧工厂/智能工厂规划建设过程中，随着往复式提升机应用场景的增多，其设计复杂程度、平层对准精度、重复对准精度和对自动化、智能化的控制要求也越来越高。但原有常规提升机控制方案就难以满足现在的一些技术需求或存在安全隐患和控制风险。另外对于重载的提升机也会随着运行负载的变化、运行时间的增加以及设备磨损等而导致轿厢内外输送机面出现不齐平的情况。从而导致物体输送时发生的倾倒或卡塞的情况，因此而引发生产事故或安全事故。此外提升机在工业生产中常做为输送的主干道，直接关系到生产效率。
现有往复式提升机的定位控制大致有以下方法：其一是每层采用减速光电和停止光电进行定位控制；其二是采用编码器进行定位控制。但上述这些控制会随着提升机的机械结构由于长期高复合运行或不同负载情况引起的形变或磨损等而导致轿厢停止位置和实际需求位置发生偏差。故存在较大的安全隐患和控制风险且控制方法也不够智能，以致于提升机运行稳定性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种往复式提升机控制方法及往复式提升机，以解决现有提升机在运行过程中的安全性和稳定性差的问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
本发明的一种往复式提升机控制方法，配置于控制系统，往复式提升机内的轿厢上设有第一平层对准单元，每层外部接驳输送机上均设有第二平层对准单元，步骤如下：
步骤S1：获取往复式提升机的轿厢当前位置；
步骤S2：获取目标层数据，并计算层间运行时间；往复式提升机运行并启动计时；
步骤S3：运行中实时获取实际运行时间数据，并在到达目标层后通过所述第一平层对准单元和所述第二平层对准单元进行平层对准校验；
步骤S4：核对所述实际运行时间数据以及所述平层对准校验是否正常；如是，则执行下一步；如否，则输出异常报警信号；
步骤S5：控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行。
本发明的往复式提升机控制方法，还包括在所述步骤S1之前的启动步骤和自检步骤；
启动步骤：初次上电，所述往复式提升机启动；
自检步骤：自检是否楼层对准；如是，则前往默认待命层或停留在当前层待命；如否，则提升机往最低或最高层自动对准一次。
本发明的往复式提升机控制方法，在所述步骤S3中，所述第一平层对准单元为槽型检测光电，所述第二平层对准单元为检测感应条。
本发明的往复式提升机控制方法，沿往复式提升机的运行方向，所碰到或感测到第一个传感器为第一位置传感器，用于减速位置检测；沿往复式提升机运行方向，所碰到或感测到第二个传感器为第二位置传感器，用于停止位置检测；
在所述步骤S2中，所述层间运行时间包括第一理论运行时间和第二理论运行时间；
其中，第一理论运行时间为所述往复式提升机经过加速和均速至接触第一位置传感器的时间；第二理论运行时间为所述往复式提升机经过第一位置传感器至接触第二位置传感器的时间。
本发明的往复式提升机控制方法，在步骤S4中还包括以下步骤
步骤S401：判断往复式提升机经过第一理论运行时间后是否已经接触第一位置传感器；如是，则进行下一步；如否，则判断所述往复式提升机运行异常，计时清零；
步骤S402：判断往复式提升机在接触第一位置传感器后，经过第二理论运行时间后是否接触第二位置传感器；如是，则进行下一步；如否，则判断所述往复式提升机运行异常，计时清零。
本发明的往复式提升机控制方法，在步骤S4中还包括步骤S403：判断所述往复式提升机停止时是否同时接触第一位置传感器和第二位置传感器；如是，则判断所述往复式提升机运行正常，计时清零；如否，则判断所述往复式提升机运行异常，计时清零。
本发明的往复式提升机控制方法，在所述步骤S2中，所述第一理论运行时间和所述第二理论运行时间根据移动至目标层所需的距离、往复式提升机的性能参数并结合预设时间-速度模型得到。
本发明的往复式提升机控制方法，在所述步骤S2中，所述往复式提升机的性能参数包括电机单圈导程、变频器设置最大运行速度、变频设置最小运行速度、变频器高速设置频率、变频器低速设置频率、变频器设置加速时间、变频器设置减速时间、硬件减速至停止的距离。
本发明的往复式提升机控制方法，在所述步骤S2中，所述预设时间-速度模型包括：
第一预设模型：加速至变频设置的高速频率并匀速维持一段时间后接触所述第一位置传感器开始减速至变频器所设置的低速频率并维持一段时间后触碰所述第二位置传感器停止；
第二预设模型：加速至预设速度后接触所述第一位置传感器开始减速至变频器所设置的低速频率并维持一段时间后触碰所述第二位置传感器停止；
第三预设模型：加速至预设速度后接触所述第一位置传感器开始减速至某一速度后触碰所述第二位置传感器后停止；
第四预设模型：加速至变频设置的高速频率并匀速维持一段时间后接触所述第一位置传感器开始减速至预设速度后触碰所述第二位置传感器停止。
本发明的一种往复式提升机，应用有上述任意一项所述的往复式提升机控制方法。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明一实施例通过在往复式提升机内的轿厢上设置第一平层对准单元，在每层外部接驳输送机上设置第二平层对准单元，当轿厢运行至目标层后并停止后，由第一平层对准单元和第二平层对准单元进行平层对准校验，并输出反馈信号至控制系统，控制系统只有在接收到平层对准校验正常的反馈信号后，才可控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行，从而解决了因轿厢过冲而导致轿厢内外输送机面未齐平，从而导致物体在输送时发生的颠簸、卡塞或倾倒的情况，降低了因此而引发生产事故或安全事故的可能性，保障了提升机在运行过程中的安全性和稳定性。
附图说明
图1为本发明的往复式提升机控制方法的整体控制流程图；
图2为本发明的往复式提升机控制方法的平层对准校验的流程图
图3为本发明的往复式提升机控制方法的第一预设模型图；
图4为本发明的往复式提升机控制方法的第二预设模型图；
图5为本发明的往复式提升机控制方法的第三预设模型图；
图6为本发明的往复式提升机控制方法的第四预设模型图；
图7为本发明的往复式提升机控制方法的结合四种时间-速度预设模型的控制算法的第一部分示意图；
图8为本发明的往复式提升机控制方法的结合四种时间-速度预设模型的控制算法的第二部分示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种往复式提升机控制方法及往复式提升机作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例一
参看图1，在一个实施例中，一种往复式提升机控制方法，配置于PLC控制系统，往复式提升机内的轿厢上设有第一平层对准单元，每层外部接驳输送机上均设有第二平层对准单元，步骤如下：
步骤S1：获取往复式提升机的轿厢当前位置。
步骤S2：获取目标层数据，并计算层间运行时间。往复式提升机运行并启动计时。
步骤S3：运行中实时获取实际运行时间数据，并在到达目标层后通过第一平层对准单元和第二平层对准单元进行平层对准校验。
步骤S4：核对实际运行时间数据以及平层对准校验是否正常。如是，则执行下一步。如否，则输出异常报警信号。
步骤S5：控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行。
本实施例通过在往复式提升机内的轿厢上设置第一平层对准单元，在每层外部接驳输送机上设置第二平层对准单元，当轿厢运行至目标层后并停止后，由第一平层对准单元和第二平层对准单元进行平层对准校验，并输出反馈信号至控制系统，PLC控制系统只有在接收到平层对准校验正常的反馈信号后，才可控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行，从而解决了因轿厢过冲而导致轿厢内外输送机面未齐平，从而导致物体在输送时发生的颠簸、卡塞或倾倒的情况，降低了因此而引发生产事故或安全事故的可能性，保障了提升机在运行过程中的安全性和稳定性。
下面对本实施例的往复式提升机控制方法进行具体说明：
在本实施例中，往复式提升机控制方法还包括在步骤S1之前的启动步骤和自检步骤。
启动步骤：初次上电，往复式提升机启动。
自检步骤：自检是否楼层对准。如是，则前往默认待命层或停留在当前层待命。如否，则提升机往最低或最高层自动对准一次。
在本实施例中，步骤S3中的第一平层对准单元为槽型检测光电，第二平层对准单元为检测感应条。
在本实施例中，沿往复式提升机的运行方向，所碰到或感测到第一个传感器为第一位置传感器，用于减速位置检测。沿往复式提升机运行方向，所碰到或感测到第二个传感器为第二位置传感器，用于停止位置检测。
参看图2，步骤S2中的层间运行时间包括第一理论运行时间和第二理论运行时间。
其中，第一理论运行时间为往复式提升机经过加速和均速至接触第一位置传感器的时间。第二理论运行时间为往复式提升机经过第一位置传感器至接触第二位置传感器的时间。第一位置传感器可为目标层减速槽型光电，第二位置传感器为目标层停止槽型光电。
在本实施例中，步骤S4还包括以下步骤
步骤S401：判断往复式提升机经过第一理论运行时间后是否已经接触第一位置传感器。如是，则进行下一步。如否，则判断往复式提升机运行异常，计时清零。
步骤S402：判断往复式提升机在接触第一位置传感器后，经过第二理论运行时间后是否接触第二位置传感器。如是，则进行下一步。如否，则判断往复式提升机运行异常，计时清零。
步骤S403：判断往复式提升机停止时是否同时接触第一位置传感器和第二位置传感器。如是，则判断往复式提升机运行正常，计时清零。如否，则判断往复式提升机运行异常，计时清零。
在本实施例中，上述的第一理论运行时间和第二理论运行时间根据移动至目标层所需的距离、往复式提升机的性能参数并结合预设时间-速度模型得到。
其中，往复式提升机的性能参数包括电机单圈导程、变频器设置最大运行速度、变频设置最小运行速度、变频器高速设置频率、变频器低速设置频率、变频器设置加速时间、变频器设置减速时间、硬件减速至停止的距离。
在本实施例中，上述的预设时间-速度模型包括如下：
参看图3，第一预设模型：加速至变频设置的高速频率并匀速维持一段时间后接触第一位置传感器开始减速至变频器所设置的低速频率并维持一段时间后触碰第二位置传感器停止。
参看图4，第二预设模型：加速至预设速度后接触第一位置传感器开始减速至变频器所设置的低速频率并维持一段时间后触碰第二位置传感器停止。
参看图5，第三预设模型：加速至预设速度后接触第一位置传感器开始减速至某一速度后触碰第二位置传感器后停止。
参看图6，第四预设模型：加速至变频设置的高速频率并匀速维持一段时间后接触第一位置传感器开始减速至预设速度后触碰第二位置传感器停止。
即PLC控制系统获取电机单圈导程、变频器设置最大运行速度、变频设置最小运行速度、变频器高速设置频率、变频器低速设置频率、变频器设置加速时间、变频器设置减速时间、硬件减速至停止的距离。根据设定的目标楼层计算要移动的距离，计算当前加速过程占用时间及加速阶段的末速度值，计算减速过程所占用时间和低速维持时间，判断系统以最大速度运行所维持的时间。提升机启动并计时，判断系统经过加速和匀速过程时间后是否已经接触第一位置传感器；判断系统是否在经过理论运行时间后接触第二位置传感器；判断停止时是否同时接触第一位置传感器和第二位置传感器。如果提升机在实际运行时间在理论计算时间范围内到达了相应传感器位置则判断提升机运行正常，否则判断为运行异常并报警输出。
本实施例的往复式提升机控制方法通过结合变频参数的设置(可变)，及机械传动参数(固定)对提升机运行建立对应时间-速度数学模型分析得出合理的运行时间，进行提升机运行时间的有效跟踪比对，以更快的获取运行异常情况并及时报警停机。同时，所建立的预设时间-速度模型可适用楼层等间距和不等间距的情况
进一步地，在本实施例中，可通过激光测距式感应器替代各层定位感应器或编码器进行定位使用。还可通过在电机尾部加装增量式编码器使用变频器对电机的运行速度进行实时追踪。
在本实施例中，往复式提升机通过将各个传感器反馈信号在系统中进行串联、并联或取反映射的方式传入PLC控制系统中，以减少传感器的用量和方便现场硬件的安装和调试。
提升机在自动模式下且在可运行的情况下，系统根据给定的目标层数和轿厢当前所在层数进行比对确认运行方向为上升还是下降，然后提升机开始高速上升或下降，待提升机进入目标层减速槽型光电的检测范围内后进行减速直到提升机低速进入目标层停止范围并到达平层对准位置后停止。
提升机在安全控制方面除具备常规的异常控制外(光电异常、断链保护、失速保护、超行程保护等)，本方案平层对准异常、运行超时异常、轿厢倾斜检测、货物坍塌检测等,并在功能程序中以对应的报警ID编码输出。
参看图7与图8，为本实施例的控制方法中结合四种时间-速度预设模型的匀加减速控制算法，其中的参数定义如下：
//Xa：行程距离m
//Xh：电机每转机械行程m
//Ati：加速时间(Vmin-Vmax)s
//Dti：减速时间(Vmax-Vmin)s
//Vmax：最大基准速度r/min
//Vmin：最小基准速度r/min
//Vhi：最高运行速度r/min
//Vlo：最低运行速度r/min
//Xdec：减速开始至停止距离m
//theory_runtime：理论运行总时间s
//theory_t1：理论加速过程占用时间s
//theory_t2：理论最高运行过程维持时间s
//theory_t3_1：理论减速过程占用时间s
//theory_t3_2：理论低速运行过程维持时间s
//theory_Xs：从Vh减速至低速时所需的理论减速距离m
//temp_Vmax：换算后最大基准速度m/s
//temp_Vmin：换算后最小基准速度m/s
//temp_Vhi：换算后最高运行速度m/s
//temp_Vlo：换算后最低运行速度m/s
//distance_acc：从0-加速至最高运行速度所需加速行程m
//distance_dec：从最高运行速度-最低运行速度所需减速行程m
//t1:加速过程所需理论时间s
//t2:最高速的理论维持时间s
实施例二
本实施例提供一种往复式提升机，应用有上述实施例一中的往复式提升机控制方法。通过在往复式提升机内的轿厢上设置第一平层对准单元，在每层外部接驳输送机上设置第二平层对准单元，当轿厢运行至目标层后并停止后，由第一平层对准单元和第二平层对准单元进行平层对准校验，并输出反馈信号至控制系统，PLC控制系统只有在接收到平层对准校验正常的反馈信号后，才可控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行，从而解决了因轿厢过冲而导致轿厢内外输送机面未齐平，从而导致物体在输送时发生的颠簸、卡塞或倾倒的情况，降低了因此而引发生产事故或安全事故的可能性，保障了提升机在运行过程中的安全性和稳定性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种往复式提升机控制方法，配置于控制系统，其特征在于，往复式提升机内的轿厢上设有第一平层对准单元，每层外部接驳输送机上均设有第二平层对准单元，步骤如下：
步骤S1：获取往复式提升机的轿厢当前位置；
步骤S2：获取目标层数据，并计算层间运行时间；往复式提升机运行并启动计时；
步骤S3：运行中实时获取实际运行时间数据，并在到达目标层后通过所述第一平层对准单元和所述第二平层对准单元进行平层对准校验；
步骤S4：核对所述实际运行时间数据以及所述平层对准校验是否正常；如是，则执行下一步；如否，则输出异常报警信号；
步骤S5：控制轿厢内运输机以及对应层的外部接驳输送机运行；
沿往复式提升机的运行方向，所碰到或感测到第一个传感器为第一位置传感器，用于减速位置检测；沿往复式提升机运行方向，所碰到或感测到第二个传感器为第二位置传感器，用于停止位置检测；
在所述步骤S2中，所述层间运行时间包括第一理论运行时间和第二理论运行时间；
其中，第一理论运行时间为所述往复式提升机经过加速和均速至接触第一位置传感器的时间；第二理论运行时间为所述往复式提升机经过第一位置传感器至接触第二位置传感器的时间；
在步骤S4中还包括以下步骤：
步骤S401：判断往复式提升机经过第一理论运行时间后是否已经接触第一位置传感器；如是，则进行下一步；如否，则判断所述往复式提升机运行异常，计时清零；
步骤S402：判断往复式提升机在接触第一位置传感器后，经过第二理论运行时间后是否接触第二位置传感器；如是，则进行下一步；如否，则判断所述往复式提升机运行异常，计时清零；
在步骤S4中还包括步骤S403：判断所述往复式提升机停止时是否同时接触第一位置传感器和第二位置传感器；如是，则判断所述往复式提升机运行正常，计时清零；如否，则判断所述往复式提升机运行异常，计时清零。
2.如权利要求1所述的往复式提升机控制方法，其特征在于，还包括在所述步骤S1之前的启动步骤和自检步骤；
启动步骤：初次上电，所述往复式提升机启动；
自检步骤：自检是否楼层对准；如是，则前往默认待命层或停留在当前层待命；如否，则提升机往最低或最高层自动对准一次。
3.如权利要求2所述的往复式提升机控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第一平层对准单元为槽型检测光电，所述第二平层对准单元为检测感应条。
4.如权利要求1所述的往复式提升机控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述第一理论运行时间和所述第二理论运行时间根据移动至目标层所需的距离、往复式提升机的性能参数并结合预设时间-速度模型得到。
5.如权利要求4所述的往复式提升机控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述往复式提升机的性能参数包括电机单圈导程、变频器设置最大运行速度、变频设置最小运行速度、变频器高速设置频率、变频器低速设置频率、变频器设置加速时间、变频器设置减速时间、硬件减速至停止的距离。
6.如权利要求4所述的往复式提升机控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述预设时间-速度模型包括：
第一预设模型：加速至变频设置的高速频率并匀速维持一段时间后接触所述第一位置传感器开始减速至变频器所设置的低速频率并维持一段时间后触碰所述第二位置传感器停止；
第二预设模型：加速至预设速度后接触所述第一位置传感器开始减速至变频器所设置的低速频率并维持一段时间后触碰所述第二位置传感器停止；
第三预设模型：加速至预设速度后接触所述第一位置传感器开始减速至某一速度后触碰所述第二位置传感器后停止；
第四预设模型：加速至变频设置的高速频率并匀速维持一段时间后接触所述第一位置传感器开始减速至预设速度后触碰所述第二位置传感器停止。
7.一种往复式提升机，其特征在于，应用有如权利要求1至6任意一项所述的往复式提升机控制方法。
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