CN116281601A - 一种基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法，通过采用编码器、变频器以及防摇摆系统对各个驱动电机的协调工作控制，分析编码器反馈的摆长参数，通过加速度传感器摇摆角检测系统检测起吊重物的摇摆角度，实时地控制大车小车的加减速，从而起到防止起重机大车以及小车在运动的过程中产生负荷摇摆。本发明控制简单，操作简便，起重机摇摆量小，负载移动摆动量少，维护简单，经济成本低，使用寿命长等优点突出。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业以及港口起重机电气控制领域，特别涉及一种基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法。
背景技术
工业与港口起重机是安装于车间、堆场进行物料般运的起重物流设备。特别是桥式起重机是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。由于大小车加减速过程引起的负载摇晃通过由防摇系统来全程控制并且消除负载的摇晃起重机由于大小车加减速过程以及外力（例如码头露天工况有风力影响）引起的负载摇晃。由于这样的问题，导致起重机的工作的效率下降，同时还会影响安全作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装简单，操作简便，易于维护，吊载摇摆量小的工业起重机闭环防摇摆控制方法，可以使用在各种场合例如手动半自动以及全自动化的起重机上。实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法，包括以下步骤：安装在起重机上的闭环防摇摆控制器分别连接客户端可编程逻辑控制器PLC以及加速度传感器角度测量装置、以及获取高度编码器的高度反馈信号实现闭环防摇摆控制，同时大车与小车的当前坐标传递到闭环防摇摆控制器可以实现目标自动定位控制；
B:基于加速度检测角度的方法示意图:角度传感器的最佳安装位置如图 P3的A->B ，不干涉吊载（需要确认上升时会不会与C点发生碰撞）。 2:角度传感器在满足第1条的条件下，安装位置尽可能的向B点靠拢，这样效果更佳。 3:需要注意的是，安装角度传感器的钢丝绳，不可以上下运动，并且吊载摇摆时，该钢丝绳同样与吊负载可以 形成夹角，如图P3 的D。
C:图1为基于加速度检测角度的防摇摆系统框架示意图
D:图2为基于加速度检测角度的防摇摆系统框架示意图
E:图3为成套总成，防摇摆控制器根据接收到的j加速度角度传感器检测的角度数据，通过用户可编程逻辑控制器传递的控制数据分析出当前起重物件的起吊高度以及缆绳的摆动幅度和摆动轨迹，防摇摆控制器所预设的参数进行比对，得出起吊物是否超出摆动预设范围的检测结论；通过比对得出的重物摇摆幅度结论，防摇摆控制器通过提供速度控制信号到用户可编程逻辑控制器PLC控制大车以及小车上的驱动部件运动加速度或减速度，通过大车与小车的运行加速度相配合，从而控制起重机吊载摇摆幅度。优选的是，步骤G:系统特点3，该系统可以在室内与室外进行工作，所支持的大车与小车的最大工作额定速度范围为150米/每分钟以内，最大的摇摆角度检测范围为+-35度以内，通过调整不同的安装底座（钢丝绳直径D6mm~D40mm之间均可以使用）就可以适用于95%以上的起重机使用。F:本发明采用上述结构后，通过采用编码器、变频器以及加速度角度传感器测量系统加防摇摆控制器对各个驱动电机的协调工作控制，加速度角度传感器测量系统分析起吊重物的摇摆幅度，实时地控制大小车的加减速，从而起到防止起重机大车小车运动过程中产生摇摆。本发明控制简单，操作简便，起重机摇摆量小，物件移动摆动量少。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于加速度传感器角度检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法，包括以下步骤：起重机钢丝绳上安装加速度传感器角度检测；提升机构上的编码器收集摆长数据；大车与小车上的编码器收集大车与小车驱动部件的运行位置数据；编码器将检测得到的数据传送到防摇摆控制器进行目标定位与防摇摆控制；B:防摇摆控制器根据接收到的数据，分析出当前起重物件的起吊高度以及缆绳的摆动幅度和摆动轨迹，防摇摆控制器同时对编码器所收集到的数据信息进行分析，并且与防摇摆控制器中所预设的参数进行比对，得出起吊物是否超出摆动预设范围的检测结论；通过比对得出的重物摇摆幅度结论，防摇摆控制器通过PLC控制器控制大车以及小车上的驱动部件运动加速度与减速度，通过大车与小车的运行加速度相配合，从而控制起重机吊载摇摆幅度。优选的是，步骤G:系统特点3，该系统可以在室内与室外进行工作，所支持的大车与小车的最大工作额定速度范围为150米/每分钟以内，最大的摇摆角度检测范围为+-35度以内，通过调整不同的安装底座（钢丝绳直径D6mm~D40mm之间均可以使用）就可以适用于95%以上的起重机使用。实施例：通过实用案例在一台RTG轮胎式起重机上面安装了一台防摇摆控制器，在卷扬机上面安装一个1024脉冲的绝对值编码器来计算起重机实时的摆长，，大车采用了一台带有PROFIBUS-DP通信功能的变频器进行驱动控制，小车也采用了一台带有PROFIBUS-DP功能的变频器进行驱动控制，防摇摆控制器根据当前获得的摆长，并且通过PROFIBUS-DP通信来控制大车和小车的运行速度，所呈现的效果非常完美，摆动的幅度可以控制在+-0.5度范围以内。以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法包括以下步骤：
A:基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角系统.B:该系统配置有一台RS485通信的可编程逻辑控制器，一套加速度传感器（WM-905-MBT-RS485），一套角度传感器安装底座。C:加速度传感器对吊绳当前相对夹角进行高速跟踪并且提供采样数据到角度测量设备（RAM-Z1）进行处理，最终生成xy角度与xy角速度数据到型号为ASC-CL180803-PN(V4.2)的控制器进行起重机大车与小车两个方向轴的闭环防摇摆系统进行控制。D:该系统性能指标 角度检测刷新率 25 ms ，测量精度 0.97 mm/ 1 m 钢丝绳摆长度/（角度测量精度0.025deg）最大工作摆长度 22 m摇摆控制精度为+-0.5度以内 。E:系统特点1，该系统只使用一个加速度传感器与一套角度测量设备就可以完成角度与角速度的检测。F:系统特点2，该系统除了摇摆角度检测与防摆的同时可以实现大车与小车两个方向轴的目标定位控制，提高了设备的使用效率。G:系统特点3，该系统可以在室内与室外进行工作，所支持的大车与小车的最大工作额定速度范围为150米/每分钟以内，最大的摇摆角度检测范围为+-35度以内，通过调整不同的安装底座就可以适用于95%以上的起重机使用。
2.根据权利要求1所述的 基于加速度传感器检测起重机吊绳摇摆角的起重机闭环防摇摆方法，其特征在于：步骤F中所述的产品 该系统除了摇摆角度检测与防摆的同时可以实现大车与小车两个方向轴的目标定位控制，提高了设备的使用效率。G:系统特点3，该系统可以在室内与室外进行工作，所支持的大车与小车的最大工作额定速度范围为150米/每分钟以内，最大的摇摆角度检测范围为+-35度以内，通过调整不同的安装底座（钢丝绳直径D6mm~D40mm之间均可以使用）就可以适用于95%以上的起重机使用。
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| CN117864954A (zh) * | 2024-01-30 | 2024-04-12 | 江苏苏港智能装备产业创新中心有限公司 | 一种起重机防摇摆控制方法、控制系统、存储介质及设备 |
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