CN203728422U - 起重机防摆动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种起重机防摆动控制系统，包括小车架、起升机构、小车运行机构，升降车、导向装置、电气控制系统、丝杠传动装置和丝杠驱动装置，其技术要点：升降车、导向装置、丝杠驱动装置、丝杠传动装置、起升机构和小车运行机构安装在小车架上；丝杠传动装置和丝杠驱动装置相连；电气控制系统安装在位于小车架上的电气柜内，电气控制系统包括PLC、主升编码器、副升编码器、小车变频器、大车变频器。解决了现有起重机在启动和停止的加、减速过程中，载荷发生摆动，而导致起重机负载增加，载荷摆动难以控制等问题，并优化消除摆动效果，使制动时间延长，加大摩擦消耗的货物动能，减少制动器的温升和能耗。

Description

起重机防摆动控制系统

技术领域

本实用新型属于起重机控制技术领域，具体说是一种起重机防摆动控制系统，其主要通过智能控制系统调节起重机转运载荷从起动到停止过程中，消除吊索下吊具及载荷摆动现象。 

背景技术

随着智能控制理论的发展，智能控制方法很快就在桥门式起重机控制上得到了应用，国内智能平衡研究重点主要偏于应用方面。国内其他的应用有很多，但基本都集中在具体应用方面，而对与综合考虑起重机智能平衡理论及功能的研究非常少。由于桥式起重机悬吊的载荷在运行过程中受到悬吊机构加、减速的影响，会产生很大的摆动，并且加上风力、摩擦等干扰，使得载荷的摆动难以控制，存在着安全隐患；该摆动问题限制着桥式起重机自动化运行水平的提高，这是由于桥式起重机的动力学特性具有非线性、时变性等特点，运用传统控制方法降低摆角较为困难。一般出现这种情况，只有熟练的操作工通过控制大小车的运行速度来消除这种现象。但是，这需要操作工非常熟练的操作技巧和高度的专注。消除物料的摆动并且精微地调整物料到达预期指定的目标位置需要很长的操作时间，这个时间大约占整个搬运工作时间的三分之一。另外，起重机快速运行会由于载荷太大而摆动，过大幅度的摆动会对现场作业人员的人身安全造成威胁。这种吊载物料的摆动现象已经成为了限制起重机提高搬运物料效率的一个主要因素。因此，采用智能平衡控制的起重机防摆动控制装置，在起重机的自动化应用是非常有实用意义的。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种起重机防摆动控制系统，解决了现有起重机在启动和停止的加、减速过程中，载荷发生摆动，而导致起重机负载增加，载荷摆动难以控制等问题，并优化消除摆动效果，使制动时间延长，加大摩擦消耗的货物动能，减少制动器的温升和能耗。 

本实用新型的目的是这样实现的：该起重机防摆动控制系统包括小车架、起升机构、小车运行机构，升降车、导向装置、电气控制系统、丝杠传动装置和丝杠驱动装置，其特征是：升降车、导向装置、丝杠驱动装置、丝杠传动装置、起升机构和小车运行机构安装在小车架上；丝杠传动装置和丝杠驱动装置相连；升降车包括操作平台、升降装置、栏杆，升降装置与操作平台相连，操作平台上设有栏杆，小车运行机构包括带制动器的电动机、减速器、车轮装置、连接销轴装置，小车运行机构通过销轴与小车架连接；小车架上焊接舱门装置，舱门装置包括舱门、合页、双向把手； 

电气控制系统安装在位于小车架上的电气柜内，电气控制系统包括PLC、主升编码器、副升编码器、小车变频器、大车变频器，PLC与控制台、主升编码器、副升编码器、小车变频器、大车变频器之间通过CANopen通讯，控制台上设有操作面板。

所述小车架上焊接有护钩装置，护钩装置包括护钩钩体和连接底座，护钩钩体通过连接底座安装在小车架上。 

本实用新型的优点及有益效果如下：集多种机械结构、电气控制机构于一身，解决了传统起重小车功能单一的局限。安装了护钩装置，在小车运行机构万一出现故障时，可防止小车掉落，安全系数大幅提高。采用CANopen通讯，减少外部连接线，安装调试方便快捷，维护维修方便，CANopen通讯协议抗信号干扰能力强，数据不容易丢包。采用柔性吊索智能平衡控制系统，作用效果明显，大大提高了转运效率，一周期内减少1/3的转运时间，提高生产效率50%以上，间接提高了企业的经济效益。减少摇摆幅度90%以上，提高安全性，降低货物损坏及人员损伤的风险；减少点动操作，延长起重机的寿命。具有良好的经济型、实用性，整体控制方案成本少，外部需求硬件少，实用效果明显。 

附图说明

下面将结合附图对本实用新型作进一步详细说明。 

图1是防摆动控制系统原理示意图； 

图2是小车的结构示意图。

附图主要部分的符号说明：1PLC、2控制台、3操作面板、4主升编码器、5副升编码器、6小车变频器、7大车变频器、8护钩装置、9丝杠传动装置、10舱门装置、11起升机构、12导向装置、13升降车、14链条、15丝杠驱动装置、16小车运行机构、17小车架、18电气控制系统。 

下面将结合附图并通过实例对实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求为准。 

具体实施方式

根据图1~2对本实用新型进行详细描述。该起重机防摆动控制系统包括小车架17、起升机构11、小车运行机构16，升降车13、导向装置12、电气控制系统18、丝杠传动装置9和丝杠驱动装置15。升降车13安装在小车架17上，升降车17包括操作平台、升降装置、栏杆等部件，升降装置与操作平台相连，操作平台上设有栏杆。需要时，通过控制装置可以将升降装置升至指定的高度，不使用时，将升降装置收回到最低位置。起升机构11和小车运行机构16安装在小车架17上，小车运行机构16包括带制动器的电动机、减速器、车轮装置、连接销轴装置等部件，小车运行机构16通过销轴与小车架17连接，位于小车架17上的四个顶角处；小车架17上焊接有护钩装置8和舱门装置10，护钩装置8包括护钩钩体和连接底座等部件，护钩钩体通过连接底座安装在小车架17上，护钩钩体的形状与主梁吻合，护钩装置8可以在小车运行装置万一出现故障时，保护小车不掉落，从而提高了整机的安全系数。舱门装置10包括舱门、合页、双向把手等部件，工作人员通过舱门装置10可以自由来往于多用途起重机小车与特定工装之间。升降车13、导向装置12、丝杠驱动装置15和丝杠传动装置9安装在小车架17上，丝杠传动装置9和丝杠驱动装置15连接。其中，导向装置12包括导向套和横向滑轨，导向套下部为锥形壳体，上部为圆柱形壳体，在导向套内壁轴向上制有用于导向、且与工装插销外表面相匹配的纵向导轨，导向套内壁上部装有限位传感器。导向套伸出到小车架17以下，横向滑轨位于小车架17所在平面之上，横向滑轨上设有油杯。电气控制系统18安装在位于小车架17上的电气柜内，电气控制系统18包括PLC1、主升编码器4、副升编码器5、小车变频器6、大车变频器7等部件。其中，PLC1与主升编码器4、副升编码器5、小车变频器6、大车变频器7分别通过CANopen通讯相连。小车变频器6分别与小车电机、小车制动电阻器相连，大车变频器7分别与大车电机、大车制动电阻器相连。PLC1、主升编码器4、副升编码器5由24V直流电源供电。PLC1与控制台2相连，控制台2上设有控制面板3，控制面板3上安装有带操作键盘的显示屏。其中主升编码器4或副升编码器5为绝对值编码器。 

电气控制系统通过柔性吊索智能平衡控制系统核心程序模块设定运行机构（即大、小车运行机构）摩擦系数、外部环境因素等参数，起重机吊起重物过程中，通过CANopen通讯方式主升编码器4的格雷码转换成二进制，把数字信号传输给PLC，PLC通过核心程序对二进制进行转换，计算出主升电缆卷筒到重物之间的钢丝绳长度（即吊索长度），控制台发出运行指令信号到PLC，PLC通过此时钢丝绳长度、运行指令、运行机构摩擦系数、外部坏境因素等一系列外部参数的设定及运算，模拟出速度运行曲线，程序将运算好的大车速度、小车速度指令通过通讯传递于大、小车变频器进行速度调整，减速过程中变频器通过制动单元及制动电阻，把制动过程中所产生的能量消耗掉。即通过主、副升绝对值编码器采集的信号和控制台指令以及风力、摩擦力等外部环境因素变量通过PLC核心控制程序的精确运算，使吊索及重物的重心运动轨迹保持平衡、稳定。当操作人员给定速度指令改变时，PLC会根据当前的速度值、钢丝绳长度实时调整大、小车加速与减速速度，保持加减速过程中，平衡各水平力与重力之间的关系相对稳定，从而消除吊索及重物的摆动现象。 

Claims (2)

1.一种起重机防摆动控制系统，包括小车架、起升机构、小车运行机构，升降车、导向装置、电气控制系统、丝杠传动装置和丝杠驱动装置，其特征是：升降车、导向装置、丝杠驱动装置、丝杠传动装置、起升机构和小车运行机构安装在小车架上；丝杠传动装置和丝杠驱动装置相连；升降车包括操作平台、升降装置、栏杆，升降装置与操作平台相连，操作平台上设有栏杆，小车运行机构包括带制动器的电动机、减速器、车轮装置、连接销轴装置，小车运行机构通过销轴与小车架连接；小车架上焊接舱门装置，舱门装置包括舱门、合页、双向把手；

电气控制系统安装在位于小车架上的电气柜内，电气控制系统包括PLC、主升编码器、副升编码器、小车变频器、大车变频器，PLC与控制台、主升编码器、副升编码器、小车变频器、大车变频器之间通过CANopen通讯，控制台上设有操作面板。

2.根据权利要求1所述的起重机防摆动控制系统，其特征是：所述小车架上焊接有护钩装置，护钩装置包括护钩钩体和连接底座，护钩钩体通过连接底座安装在小车架上。