CN116946902A - 卷扬同步控制方法、装置、起重机和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开公开了一种卷扬同步控制方法、装置、起重机和存储介质，涉及工程机械领域。该方法包括：针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值；以及向每个卷扬马达输出该马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。本公开每个卷扬马达在压力切断时具有相同的排量，能够更好地实现多卷扬同步控制，另外由于通过预设电控压力切断值保证了当前载荷下马达工作在可工作的最小排量，能够保证双卷扬或多卷扬同步的同时提高马达的速度，提高系统效率。
Description
技术领域
本公开涉及工程机械领域，尤其涉及一种卷扬同步控制方法、装置、起重机和存储介质。
背景技术
在安全压力范围内，输入流量确定的情况下，马达排量越小，转速越快，马达压力切断功能对于提高卷扬效率，保证卷扬功能十分有益。大吨位起重机起升系统采用带压力切断的电控比例变量马达满足不同载荷的速度控制需求。
对于采用双起升卷扬的大吨位起重机而言，双卷扬同步十分重要，否则吊钩偏斜影响施工甚至损坏钢丝绳或吊钩，引发事故。影响双卷扬同步的主要因素除输入流量、卷扬底径与钢丝绳直径外，还有马达排量的一致性，马达排量又主要受排量控制信号及马达压力切断值影响。卷扬与钢丝绳底径这类外在误差易检测、控制修正，马达排量控制信号导致的排量控制差异也可通过控制信号的闭环反馈修正。但马达压力切断功能是根据系统压力情况自动控制自身排量，整个排量调节过程为机械-液压自动控制，由元件加工制造、功能调试试验保证。事实上，马达压力切断排量控制机构的切断阀及弹簧、各配合面的摩擦阻力等各项因素不可能完全相同，排量调节响应也存在差异，因此，不同马达的受自身压力切断值控制的排量难以完全一致。而且，两个卷扬马达的实际承受负载可能也有差异，导致不同马达的实际工作压力存在区别，造成一个马达未变量，另一马达压力切断而自动变量或两个马达变量程度有差异的不同步情况。
目前，高精密的高压高可靠性电控液压柱塞马达依旧属于技术难点，国内大吨位起重机双卷扬同步用卷扬马达全部采用进口品牌，但也难以避免马达排量不一致的问题，因此，如何解决实际应用中马达压力切断引起的不同步问题，对于弥补国产高端精密元件的加工制造水平元件的不足，实现国产化应用替代具有重大的意义。
发明内容
本公开要解决的一个技术问题是，提供一种卷扬同步控制方法、装置、起重机和存储介质，能够实现多卷扬同步控制。
根据本公开一方面，提出一种卷扬同步控制方法，包括：针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，预设电控压力切断值小于机械压力切断值；以及向每个卷扬马达输出马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
在一些实施例中，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：确定任意一个卷扬在当前时刻的最外层起重绳的卷绕直径；以及根据每个卷扬的起重绳的拉力、卷绕直径、以及预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
在一些实施例中，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：基于马达排量控制电流值与任意一个卷扬的扭矩、以及预设电控压力切断值的函数关系，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，扭矩为起重绳的拉力与卷绕直径的乘积。
在一些实施例中，马达排量控制电流值与任意一个卷扬的扭矩成线性负函数关系，与预设电控压力切断值成正相关关系。
在一些实施例中，函数关系为其中，I为马达排量控制电流值，F为起重绳的拉力，Dn为卷绕直径，Pcut为预设电控压力切断值，k为系统参数，Io为修正参数。
在一些实施例中，最外层起重绳的卷绕直径，根据卷扬的卷筒直径、起重绳的直径、以及起重绳当前卷绕的层数确定。
在一些实施例中，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：获取操作部件的位移信号；根据位移信号，在向每个卷扬马达输出逐渐增大的电流信号过程中，获取每个马达入口的压力值；以及根据压力值与预设电控压力切断值之间的大小关系，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
在一些实施例中，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：在任意一个压力值达到预设电控压力切断值的情况下，将当前的电流值作为马达排量控制电流值；以及在每个马达入口的压力值均小于预设电控压力切断值的情况下，马达排量控制电流值的最大值为马达最小排量对应的电流值。
在一些实施例中，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值还包括：在任意一个压力值达到第一压力值，且持续第一预定时间的情况下，马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐减少，直到每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，则保持当前电流值，其中，第一压力值大于预设电控压力切断值，第二压力值小于预设电控压力切断值。
在一些实施例中，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值还包括：在操作部件处于位移增大的过程中，若每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，且经过第二预定时间，则马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐增大；以及在任意一个压力值达到预设电控压力切断值的情况下，保持当前电流值，若每个马达入口的压力值均小于预设电控压力切断值，则马达排量控制电流值逐渐增大到控制部件的当前位移对应的电流值。
在一些实施例中，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值还包括：在操作部件处于位移减小的过程中，若当前电流值小于每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值时保持的电流值，则马达排量控制电流值为操作部件的当前位移对应的电流值。
在一些实施例中，在卷扬载荷处于重载荷情况下，任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最大排量对应的电流值。
在一些实施例中，在卷扬载荷处于空载荷情况下，任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最小排量对应的电流值。
根据本公开的另一方面，还提出一种卷扬同步控制装置，包括：电流确定模块，被配置为针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，预设电控压力切断值小于机械压力切断值；以及同步控制模块，被配置为向每个卷扬马达输出马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
在一些实施例中，电流确定模块被配置为确定任意一个卷扬在当前时刻的最外层起重绳的卷绕直径，根据每个卷扬的起重绳的拉力、卷绕直径、以及预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
在一些实施例中，电流确定模块被配置为获取操作部件的位移信号，根据位移信号，在向每个卷扬马达输出逐渐增大的电流信号过程中，获取每个马达入口的压力值，根据压力值与预设电控压力切断值之间的大小关系，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
根据本公开的另一方面，还提出一种卷扬同步控制装置，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的卷扬同步控制方法。
根据本公开的另一方面，还提出一种起重机，包括：上述的卷扬同步控制装置。
根据本公开的另一方面，还提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如上述的卷扬同步控制方法。
本公开实施例中，利用预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，并向每个卷扬马达输出该马达排量控制电流值，使得每个卷扬马达具有相同的排量，对马达加工制造一致性的要求低，适应性好，能够避免因此马达自身压力切断功能带来的双卷扬不同步问题，另外由于通过预设电控压力切断值保证了当前载荷下马达工作在可工作的最小排量，能够提高双卷扬或多卷扬同步时的马达速度，提高系统效率。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1为本公开的卷扬同步控制方法的一些实施例的流程示意图；
图2为本公开的卷扬同步控制方法的另一些实施例的流程示意图；
图3为本公开的电比例变量马达电流与排量关系的一些实施例的示意图；
图4为本公开的电比例变量马达电流与排量关系的另一些实施例的示意图；
图5为本公开的卷扬同步控制方法的另一些实施例的流程示意图；
图6为本公开的卷扬同步控制装置的一些实施例的结构示意图；以及
图7为本公开的卷扬同步控制装置的另一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
目前，对马达自身压力切断功能影响造成的双卷扬不同步问题，一种方案是更换马达或者马达变量机构，通过元件一致性从而保证同步性。另一种方案是在上述自带压力切断功能(“机械压力切断”)马达上，设计“电控压力切断”功能。根据已知参数，结合经验或反复试验，将电控压力切断值定为一小于马达本身出厂设定的“机械压力切断”值，负载压力低于电控切断压力值时，马达排量受手柄电控信号控制，实现高速；负载压力高于该电控切断压力时直接控制马达为最大排量，规避马达自身压力切断，强制使两马达排量相等，保证同步。
第一种方案，单纯依靠更换元件，动作大，成本高且对主机液压系统有污染影响。第二种方案，负载压力低于电控切断压力值时，马达排量仅受手柄电控信号控制，另外，即便在轻、中等载荷情况下，系统压力也达到电控压力切断值时，因马达始终工作在最大排量，虽然保证了同步，但牺牲了起升速度，造成轻、中载荷情况下起升效率不高。
本公开能够解决单钩双卷扬工况，以及多卷扬工况下，因马达制造精度、调试参数差异通过自带的压力切断引起的双卷扬或多卷扬排量不一致的不同步问题，降低对元件一致性的影响。另外，还能够提高轻、中载荷条件下，双卷扬或多卷扬同步起/落时的马达速度，提高系统效率。
图1为本公开的卷扬同步控制方法的一些实施例的流程示意图。
在步骤110，针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，预设电控压力切断值小于机械压力切断值。
在一些实施例中，若起重机包含两个卷扬，则两个卷扬平分负载载荷，进而能够判断出卷扬是处于重载荷情况、空载荷情况、还是处于空载荷和重载荷之间。重载荷和轻载荷以工况是否达到预设电控压力切断值确定。
在一些实施例中，通过预设一稍小于马达自身压力切断值的电控压力切断值Pcut，以该值为控制基准，即保证马达入口压力小于该预设的压力切断值，控制马达排量至能克服负载的最小排量。
在一些实施例中，利用预设电控压力切断值，通过主动排量控制法或被动排量控制法，计算出卷扬马达对应的马达排量控制电流。
例如，通过电控压力切断值，计算出不同载荷工况下的马达排量控制电流与扭矩的函数关系，主动限制手柄最大输出电流，即控制能克服负载的马达的最小排量。
再例如，根据检测到的主副卷扬马达入口的压力与电控压力切断值的关系，被动限制马达排量控制电流值。
在步骤120，向每个卷扬马达输出马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
在一些实施例中，若起重机包含两个卷扬，则分别向每个卷扬的马达输出该马达排量控制电流值，从而能够控制每个马达具有相同的排量，使马达工作在预设压力值下的可工作的最小排量，从而实现对多个卷扬的同步控制。
在上述实施例中，利用预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，并向每个卷扬马达输出该马达排量控制电流值，使得每个卷扬马达具有相同的排量，实现多卷扬同步控制，另外由于通过预设电控压力切断值保证了当前载荷下马达工作在可工作的最小排量，能够提高双卷扬或多卷扬同步时的马达速度，提高系统效率。
图2为本公开的卷扬同步控制方法的另一些实施例的流程示意图。
在步骤210，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，确定任意一个卷扬在当前时刻的最外层起重绳的卷绕直径。
在一些实施例中，最外层起重绳的卷绕直径，根据卷扬的卷筒直径、起重绳的直径、以及起重绳当前卷绕的层数确定。例如，起重绳为钢丝绳，根据公式Dn＝D+(2n-1)×d，计算当前时刻的最外层钢丝绳的卷绕直径Dn，其中，D为卷筒直径，单位为m；d为钢丝绳直径，单位为m；n为钢丝绳的层数，事先通过卷扬编码器标定后，即可知道当前钢丝绳处于第几层。
在步骤220，根据每个卷扬的起重绳的拉力、卷绕直径、以及预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
在一些实施例中，基于马达排量控制电流值与任意一个卷扬的扭矩、以及预设电控压力切断值的函数关系，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，扭矩为起重绳的拉力与卷绕直径的乘积。
扭矩才是导致压力变化的原因，扭矩导致马达压力接近马达压力切断而造成排量变化进而导致速度不稳定，而以实际吊载量为参照来控制马达排量控制电流大小，不是直接因子，若忽略钢丝绳层数的影响，会造成与实际情况有差距。
在一些实施例中，马达排量控制电流值与任意一个卷扬的扭矩成线性负函数关系，与预设电控压力切断值成正相关关系。
例如，函数关系为其中，I为马达排量控制电流值，F为起重绳的拉力，Dn为卷绕直径，Pcut为预设电控压力切断值，k为系统参数，Io为修正参数。
下面将对马达排量控制电流值与卷扬的扭矩以及预设电控压力切断值的函数关系进行推导。
通过公式(1)计算负载作用在马达处的扭矩。
其中，T为单个卷扬处马达输出扭矩，单位为Nm；F为单绳拉力，单位为N，单绳拉力通过拉力传感器获取；i为减速机减速比；ηh为滑轮效率；ηj为减速机机械效率；ηm为马达机械效率；Dn为当前时刻的最外层钢丝绳的卷绕直径，通过计算公式得到。
马达扭矩与马达入口压力以及马达排量之间的关系如公式(2)所示。
其中，T为单个卷扬处马达输出扭矩，单位为Nm；p为马达入口压力，单位为bar；vG为马达排量，单位为ml/r；ηM为马达机械效率。
通过公式(1)和公式(2)，得到公式(3)。
令其中，k为一常数，则可以计算出负载与马达排量的关系如公式(4)所示。
在一些实施例中，电比例变量马达电流与排量关系如图3所示，其中，以力士乐的电控马达为例，即电流为600ma时，马达排量为零最小，电流为200ma时，100％，马达为最大排量。电比例变量马达电流与排量关系的公式为公式(5)。
其中，I为电流。本领域的技术人员应当理解，本申请也可应用于液控或其他控制方式的其他品牌马达。
通过公式(4)和公式(5)，得到公式(6)。
在本公开中，P取值为电控压力切断值Pcut。另外，为了使得控制更好准确，找到合理的控制范围，在公式(6)的基础上，增加电流修正值，如公式(7)所示，即，改变函数在纵轴上的截距，改变函数曲线的位置，从而改变调节区间。
在一些实施例中，为避免马达过小排量下的马达超速问题，通常会匹配计算出马达的最小排量，并通过机械限位限制，以保证安全。如在双卷扬起升系统中选用的力士乐200cc/r排量马达，最小排量设定70cc/r。如图3所示，手柄控制的马达排量控制电流区间为200-460ma，按公式(7)，无超出函数外的电流变化，能覆盖马达排量控制电流区间，修正前和修正后的扭矩与马达排量控制电流函数关系曲线如图4所示。
针对不同的负载，通过程序就可直接对每一层的手柄输出最大电流进行限制，即，手柄最大开口时的最大电流为按输入程序中的公式(7)计算值。
在步骤230，向每个卷扬马达输出马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
在上述实施例中，根据卷扬载荷、卷绕直径、以及预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达在不同工况下对应的马达排量控制电流值，主动限制手柄最大输出电流，能够消除控制阶跃区间，无控制突变，并且，由于使得每个卷扬马达具有相同的排量，因此能够实现多卷扬同步控制。
图5为本公开的卷扬同步控制方法的另一些实施例的流程示意图。
在步骤510，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，获取操作部件的位移信号。
在一些实施例中，操作部件例如为操作手柄。
在一些实施例中，以双卷扬起升系统中选用的力士乐200cc/r排量马达，最小排量设定70cc/r为例，其中，手柄控制的马达排量控制电流区间为200-460ma，马达自身压力切断出厂设定值为200bar，预设电控压力切断值Pcut为185bar，操作手柄从中位逐渐推/拉至最大开口。
在步骤520，根据位移信号，在向每个卷扬马达输出逐渐增大的电流信号过程中，获取每个马达入口的压力值。
在一些实施例中，操作手柄从中位逐渐推/拉至最大开口的过程中，从200mA开始，给马达排量控制电比例阀电流，电流随手柄逐渐均匀增加，在此过程中，通过压力传感器获取每个马达入口的压力值。
在步骤530，根据压力值与预设电控压力切断值之间的大小关系，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
在一些实施例中，在任意一个压力值达到预设电控压力切断值的情况下，将当前的电流值作为马达排量控制电流值。在每个马达入口的压力值均小于预设电控压力切断值的情况下，马达排量控制电流值的最大值为马达最小排量对应的电流值。
例如，主副卷扬马达入口两个压力传感器只要一个检测到压力达到Pcut＝185bar，给马达的电流即保持当前值，不再继续上升，否则随着手柄开口拉至最大，给马达电流最大值460mA，即对应马达最小排量70ml。
在一些实施例中，在任意一个压力值达到第一压力值，且持续第一预定时间的情况下，马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐减少，直到每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，则保持当前电流值，其中，第一压力值大于预设电控压力切断值，第二压力值小于预设电控压力切断值。
例如，主副卷扬马达入口两个压力传感器只要检测到其中一个压力值达到P′＝Pcut+ΔP＝195bar，且该压力值持续在1.5秒以上，主副卷扬马达电流从当前值以每个周期ΔI＝20mA均匀减小，直到两个马达压力传感器检测到的压力值都小于等于150bar，则保持当前电流值。ΔP、ΔI根据实际情况调整，以获得最好的效果。
在一些实施例中，在操作部件处于位移增大的过程中，若每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，且经过第二预定时间，则马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐增大；以及在任意一个压力值达到预设电控压力切断值的情况下，保持当前电流值，若每个马达入口的压力值均小于预设电控压力切断值，则马达排量控制电流值逐渐增大到控制部件的当前位移对应的电流值。
例如，两个马达压力传感器检测到的压力值都小于等于150bar，并且保持当前电流值后，延迟预定时间，例如延迟Δt1＝1s。若此时手柄保持在当前非中位位置或继续向手柄最大开口方向操作，两个马达的电流值以每周期20mA速度递增至当前手柄位置对应的电流值，在此过程中若两个压力传感器只要有一个检测到的压力达到pcut＝185bar，电流即保持在当前压力下的当前电流值，不再继续上升。Δt1根据实际情况调整，以获得最好的效果。
在一些实施例中，在操作部件处于位移减小的过程中，若当前电流值小于每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值时保持的电流值，则马达排量控制电流值为操作部件的当前位移对应的电流值。
在步骤540，向每个卷扬马达输出马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
在上述实施例中，以系统压力这一直接变量为控制对象，通过程序自动控制马达排量，无需通过任何转化，无需考虑当前吊载量与钢丝层等工况情况，就能对应马达排量控制电流全部范围，即通过被动排量控制，能够简单高效的实现卷扬同步。
在本公开的另一些实施例中，在卷扬载荷处于重载荷情况下，任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最大排量对应的电流值。
对于双卷扬，若卷扬载荷处于重载荷情况，即便马达为最大排量，也需以高于压力切断值的压力才能克服的负载，因此，此时无需控制，两个马达的排量都控制为最大排量，从而能够增大提升能力、并且同步性可得到较好保证。
在本公开的另一些实施例中，在卷扬载荷处于空载荷情况下，任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最小排量对应的电流值。
对于双卷扬，若卷扬载荷处于空、轻载荷情况，即便马达工作在最小排量，此时压力也低于预设的电控压力切断值，此时无需控制，两个马达的排量都控制为最小排量，从而效率、同步性都得到较好保证。
图6为本公开的卷扬同步控制装置的一些实施例的结构示意图，该卷扬同步控制装置包括电流确定模块610和同步控制模块620。
电流确定模块610被配置为针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
在一些实施例中，电流确定模块610被配置为确定任意一个卷扬在当前时刻的最外层起重绳的卷绕直径，根据每个卷扬的起重绳的拉力、卷绕直径、以及预设电控压力切断值，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。最外层起重绳的卷绕直径，根据卷扬的卷筒直径、起重绳的直径、以及起重绳当前卷绕的层数确定。
电流确定模块610基于马达排量控制电流值与任意一个卷扬的扭矩、以及预设电控压力切断值的函数关系，计算任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，扭矩为起重绳的拉力与卷绕直径的乘积。
马达排量控制电流值与任意一个卷扬的扭矩成线性负函数关系，与预设电控压力切断值成正相关关系。
例如，函数关系为其中，I为马达排量控制电流值，F为起重绳的拉力，Dn为卷绕直径，Pcut为预设电控压力切断值，k为系统参数，Io为修正参数。
在一些实施例中，电流确定模块610被配置为获取操作部件的位移信号，根据位移信号，在向每个卷扬马达输出逐渐增大的电流信号过程中，获取每个马达入口的压力值，根据压力值与预设电控压力切断值之间的大小关系，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
例如，电流确定模块610被配置为在任意一个压力值达到预设电控压力切断值的情况下，将当前的电流值作为马达排量控制电流值；以及在每个马达入口的压力值均小于预设电控压力切断值的情况下，马达排量控制电流值的最大值为马达最小排量对应的电流值。
再例如，电流确定模块610被配置为在任意一个压力值达到第一压力值，且持续第一预定时间的情况下，马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐减少，直到每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，则保持当前电流值，其中，第一压力值大于预设电控压力切断值，第二压力值小于预设电控压力切断值。
再例如，电流确定模块610被配置为在操作部件处于位移增大的过程中，若每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，且经过第二预定时间，则马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐增大；以及在任意一个压力值达到预设电控压力切断值的情况下，保持当前电流值，若每个马达入口的压力值均小于预设电控压力切断值，则马达排量控制电流值逐渐增大到控制部件的当前位移对应的电流值。
再例如，电流确定模块610被配置为在操作部件处于位移减小的过程中，若当前电流值小于每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值时保持的电流值，则马达排量控制电流值为操作部件的当前位移对应的电流值。
同步控制模块620被配置为向每个卷扬马达输出马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
在上述实施例中，自动控制马达变量电流值，以保证马达变量范围内检测马达压力不超预设的电控压力切断值，使用电控压力切断功能，保证了两个马达变量的一致性，保证了马达排量的相同进一步保证了当前载荷下马达工作在可工作的最小排量，提高了轻、中载荷条件下，双卷扬同步时的马达速度，提高系统效率。
在本公开的另一些实施例中，电流确定模块610还被配置为在卷扬载荷处于重载荷情况下，任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最大排量对应的电流值。
在本公开的另一些实施例中，电流确定模块610还被配置为卷扬载荷处于空载荷情况下，任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最小排量对应的电流值。
图7为本公开的卷扬同步控制装置的另一些实施例的结构示意图，该卷扬同步控制装置700包括存储器710和处理器720。其中：存储器710可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上述对应实施例中的指令。处理器720耦接至存储器710，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器720用于执行存储器中存储的指令。
在一些实施例中，处理器720通过BUS总线730耦合至存储器710。该卷扬同步控制装置700还可以通过存储接口740连接至外部存储系统750以便调用外部数据，还可以通过网络接口760连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，可以避免马达处于自身压力切断值(“机械压力切断”)附近时的双卷扬不同步问题，同时提高轻、中载荷情况下的效率。
在本公开的另一些实施例中，还保护一种起重机，该起重机包括上述实施例中的卷扬同步控制装置，通过该卷扬同步控制装置能够实现多卷扬马达排量不一致导致的不同步的问题，另外，本公开对马达加工制造一致性的要求低，适应性好，避免马达自身压力切断功能带来的双卷扬不同步问题。
在另一些实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (19)
1.一种卷扬同步控制方法，包括：
针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，所述预设电控压力切断值小于机械压力切断值；以及
向每个卷扬马达输出所述马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
2.根据权利要求1所述的卷扬同步控制方法，其中，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：
确定任意一个卷扬在当前时刻的最外层起重绳的卷绕直径；以及
根据每个卷扬的起重绳的拉力、所述卷绕直径、以及所述预设电控压力切断值，计算所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
3.根据权利要求2所述的卷扬同步控制方法，其中，计算所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：
基于所述马达排量控制电流值与所述任意一个卷扬的扭矩、以及所述预设电控压力切断值的函数关系，计算所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，所述扭矩为所述起重绳的拉力与所述卷绕直径的乘积。
4.根据权利要求3所述的卷扬同步控制方法，其中，
所述马达排量控制电流值与所述任意一个卷扬的扭矩成线性负函数关系，与所述预设电控压力切断值成正相关关系。
5.根据权利要求3所述的卷扬同步控制方法，其中，
所述函数关系为其中，
I为所述马达排量控制电流值，F为所述起重绳的拉力，Dn为所述卷绕直径，Pcut为所述预设电控压力切断值，k为系统参数，Io为修正参数。
6.根据权利要求2所述的卷扬同步控制方法，其中，
所述最外层起重绳的卷绕直径，根据卷扬的卷筒直径、所述起重绳的直径、以及所述起重绳当前卷绕的层数确定。
7.根据权利要求1所述的卷扬同步控制方法，其中，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：
获取操作部件的位移信号；
根据所述位移信号，在向所述每个卷扬马达输出逐渐增大的电流信号过程中，获取每个马达入口的压力值；以及
根据所述压力值与所述预设电控压力切断值之间的大小关系，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
8.根据权利要求7所述的卷扬同步控制方法，其中，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值包括：
在任意一个压力值达到所述预设电控压力切断值的情况下，将当前的电流值作为所述马达排量控制电流值；以及
在所述每个马达入口的压力值均小于所述预设电控压力切断值的情况下，所述马达排量控制电流值的最大值为马达最小排量对应的电流值。
9.根据权利要求7所述的卷扬同步控制方法，其中，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值还包括：
在任意一个压力值达到第一压力值，且持续第一预定时间的情况下，所述马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐减少，直到所述每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，则保持当前电流值，其中，所述第一压力值大于所述预设电控压力切断值，所述第二压力值小于所述预设电控压力切断值。
10.根据权利要求9所述的卷扬同步控制方法，其中，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值还包括：
在所述操作部件处于位移增大的过程中，若所述每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值，且经过第二预定时间，则所述马达排量控制电流值从当前电流值以预定步长逐渐增大；以及
在任意一个压力值达到所述预设电控压力切断值的情况下，保持当前电流值，若所述每个马达入口的压力值均小于所述预设电控压力切断值，则所述马达排量控制电流值逐渐增大到所述控制部件的当前位移对应的电流值。
11.根据权利要求9所述的卷扬同步控制方法，其中，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值还包括：
在所述操作部件处于位移减小的过程中，若当前电流值小于所述每个马达入口的压力值均小于或等于第二压力值时保持的电流值，则所述马达排量控制电流值为所述操作部件的当前位移对应的电流值。
12.根据权利要求1至11任一所述的卷扬同步控制方法，还包括：
在卷扬载荷处于所述重载荷情况下，所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最大排量对应的电流值。
13.根据权利要求1至11任一所述的卷扬同步控制方法，还包括：
在卷扬载荷处于所述空载荷情况下，所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值为马达最小排量对应的电流值。
14.一种卷扬同步控制装置，包括：
电流确定模块，被配置为针对多卷扬工况，在卷扬载荷处于空载荷和重载荷之间的情况下，基于预设电控压力切断值，确定任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值，其中，所述预设电控压力切断值小于机械压力切断值；以及
同步控制模块，被配置为向每个卷扬马达输出所述马达排量控制电流值，以控制每个卷扬马达具有相同的排量。
15.根据权利要求14所述的卷扬同步控制装置，其中，
所述电流确定模块被配置为确定任意一个卷扬在当前时刻的最外层起重绳的卷绕直径，根据每个卷扬的起重绳的拉力、所述卷绕直径、以及所述预设电控压力切断值，计算所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
16.根据权利要求14所述的卷扬同步控制装置，其中，
所述电流确定模块被配置为获取操作部件的位移信号，根据所述位移信号，在向所述每个卷扬马达输出逐渐增大的电流信号过程中，获取每个马达入口的压力值，根据所述压力值与所述预设电控压力切断值之间的大小关系，确定所述任意一个卷扬马达对应的马达排量控制电流值。
17.一种卷扬同步控制装置，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至13任一项所述的卷扬同步控制方法。
18.一种起重机，包括：
权利要求14至17任一所述的卷扬同步控制装置。
19.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1至13任一项所述的卷扬同步控制方法。
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| CN202310513225.6A CN116946902A (zh) | 2023-05-09 | 2023-05-09 | 卷扬同步控制方法、装置、起重机和存储介质 |
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| CN202310513225.6A CN116946902A (zh) | 2023-05-09 | 2023-05-09 | 卷扬同步控制方法、装置、起重机和存储介质 |
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