JP5367229B2 - Lifting magnet control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リフティングマグネット制御システムに関するものである。 The present invention relates to a lifting magnet control system.
一般に、荷役作業や建設作業等において鉄片を持ち上げるためのリフティングマグネットが知られている。リフティングマグネットとしては、工場等の設備となっているもののほか、車両に搭載されるものもある。リフティングマグネットを使用する際には、或る向きに電流を流してリフティングマグネットを励磁し、鉄片を吸着させて持ち上げる。そして、鉄片を釈放する際には、逆向きに電流を流してリフティングマグネットを消磁する。特許文献1には、このような励磁および釈放のための電流をリフティングマグネットに供給する制御装置が記載されている。また、特許文献2には、該制御装置をリフティングマグネット本体内部に配置した構成が開示されている。
励磁電流や釈放電流をリフティングマグネットに供給する制御装置は、リフティングマグネットを操作する者の位置から離れて設置されることが多い。すなわち、制御装置は、特許文献2に示された構成のようにリフティングマグネット本体に配置されるか、或いは、油圧ショベルといった車両において運転席の後方や側方に配置される。このような場合、操作者は、制御装置に接続された手元のスイッチを操作することで、励磁電流および釈放電流のオン/オフを行う。
A control device that supplies an exciting current and a releasing current to a lifting magnet is often installed away from the position of the person who operates the lifting magnet. That is, the control device is arranged in the lifting magnet body as in the configuration shown in
しかしながら、励磁電流(或いは励磁電圧)や釈放電流の大きさは、リフティングマグネットのサイズ(吊り能力)や吊荷の種類によって大きく異なる。従って、リフティングマグネットのサイズや吊荷の種類を変更する場合、操作者は、励磁電流や釈放電流などの大きさを調整するために、運転席から制御装置付近へ移動して制御装置の内部回路(可変抵抗など)を調整する必要があり、非効率的であった。また、リフティングマグネットの磁力を調整する場合等には、リフティングマグネットに吊荷を吸着させながら励磁電流や励磁電圧を調整するが、運転席と制御装置とが離れているため操作者の他に制御装置を調整する者が必要となり、やはり非効率的であった。 However, the magnitudes of the excitation current (or excitation voltage) and release current vary greatly depending on the size of the lifting magnet (suspending ability) and the type of suspended load. Therefore, when changing the size of the lifting magnet or the type of the suspended load, the operator moves from the driver's seat to the vicinity of the control device in order to adjust the magnitude of the excitation current, release current, etc. (Variable resistance etc.) had to be adjusted, which was inefficient. In addition, when adjusting the magnetic force of the lifting magnet, etc., the exciting current and exciting voltage are adjusted while attracting the suspended load to the lifting magnet. A person who adjusted the device was required, which was also inefficient.
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、リフティングマグネットに供給される電力の大きさを操作者が効率的に調整できるリフティングマグネット制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a lifting magnet control system in which an operator can efficiently adjust the magnitude of electric power supplied to a lifting magnet.
上記した課題を解決するために、本発明によるリフティングマグネット制御システムは、リフティングマグネットに電力を供給するマグネット駆動回路、並びに該電力における電流及び電圧の少なくとも一方を制御する制御部を含むマグネット制御装置と、マグネット制御装置とは異なる場所に配置され、上記電力における電流及び電圧の少なくとも一方に関わる操作者からの入力を受け付け、該入力を制御部へ提供する入力装置とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a lifting magnet control system according to the present invention includes a magnet drive circuit that supplies power to a lifting magnet, and a magnet control device that includes a control unit that controls at least one of current and voltage in the power. And an input device that is arranged at a location different from the magnet control device, receives an input from an operator related to at least one of a current and a voltage in the electric power, and provides the input to the control unit.
このリフティングマグネット制御システムにおいては、マグネット制御装置とは異なる場所に配置された入力装置によって操作者が電力(電流及び電圧の少なくとも一方)を調整できる。従って、例えばこの入力装置を運転席等に配置することにより、マグネットサイズや吊荷の種類を変更する場合に、操作者自身が運転席から離れることなく励磁電流や釈放電流などの大きさを調整することが可能となる。従って、このリフティングマグネット制御システムによれば、励磁電力や釈放電流の大きさを操作者が効率的に調整できる。 In this lifting magnet control system, an operator can adjust power (at least one of current and voltage) by an input device arranged at a location different from the magnet control device. Therefore, for example, by placing this input device in the driver's seat, etc., when changing the magnet size or the type of suspended load, the operator adjusts the magnitude of the excitation current or release current without leaving the driver's seat. It becomes possible to do. Therefore, according to the lifting magnet control system, the operator can efficiently adjust the magnitude of the excitation power and the release current.
また、リフティングマグネット制御システムは、マグネット駆動回路がHブリッジ回路部を有し、該Hブリッジ回路部は、複数のトランジスタを含んで構成され、リフティングマグネットへの電流の向きを制御し、制御部は、入力装置から提供された入力に応じて複数のトランジスタへの制御電圧のデューティ比を制御するディジタル演算処理回路を含むことを特徴としてもよい。これにより、制御部がリフティングマグネットへの電力(電圧、電流)を好適に制御できる。 Further, in the lifting magnet control system, the magnet drive circuit has an H-bridge circuit unit, and the H-bridge circuit unit includes a plurality of transistors, and controls the direction of current to the lifting magnet. A digital arithmetic processing circuit that controls the duty ratio of the control voltage to the plurality of transistors according to the input provided from the input device may be included. Thereby, the control part can control suitably the electric power (voltage, electric current) to a lifting magnet.
また、リフティングマグネット制御システムは、入力装置が、リフティングマグネットへの釈放電流の設定値を操作者が入力するための釈放電流設定モードを有し、マグネット駆動回路が、釈放電流の大きさを測定する電流測定部を有し、制御部が、電流測定部からの出力信号が設定値に相当する値に達すると釈放電流の供給を停止することを特徴としてもよい。これにより、操作者が入力装置を用いて釈放電流の大きさを好適に調整できる。 In addition, the lifting magnet control system has a release current setting mode in which the input device allows the operator to input a set value of the release current to the lifting magnet, and the magnet drive circuit measures the magnitude of the release current. A current measuring unit may be included, and the control unit may stop supplying the release current when an output signal from the current measuring unit reaches a value corresponding to a set value. Thereby, the operator can suitably adjust the magnitude of the release current using the input device.
また、リフティングマグネット制御システムは、入力装置が、リフティングマグネットへの励磁電流および励磁電圧のうち一方または双方の設定値を操作者が入力するための磁力設定モードを有し、制御部が、設定値に基づいて励磁電流および励磁電圧のうち一方または双方を制御することを特徴としてもよい。これにより、操作者が入力装置を用いて磁力の大きさを好適に調整でき、吊荷を吸着させながらの磁力調整も容易にできる。 The lifting magnet control system has a magnetic force setting mode for the operator to input one or both of set values of the excitation current and the excitation voltage to the lifting magnet, and the control unit sets the set value. One or both of the excitation current and the excitation voltage may be controlled based on the above. Thereby, the operator can suitably adjust the magnitude of the magnetic force using the input device, and can easily adjust the magnetic force while adsorbing the suspended load.
また、リフティングマグネット制御システムは、入力装置が、操作者がリフティングマグネットの大きさを入力するマグネットサイズ選択モードを有し、制御部が、入力装置に入力されたリフティングマグネットの大きさに基づいて励磁電流、励磁電圧、及び釈放電流のうち少なくとも一つを制御することを特徴としてもよい。これにより、操作者は、使用するリフティングマグネットの大きさに応じて励磁電流や励磁電圧、釈放電流を個々に設定する手間を省き、励磁電力や釈放電流の大きさをより効率的に調整できる。 In addition, the lifting magnet control system has a magnet size selection mode in which the input device inputs the size of the lifting magnet by the operator, and the control unit is excited based on the size of the lifting magnet input to the input device. It may be characterized by controlling at least one of current, excitation voltage, and release current. Thus, the operator can save the trouble of individually setting the excitation current, excitation voltage, and release current according to the size of the lifting magnet to be used, and can more efficiently adjust the magnitude of the excitation power and release current.
また、リフティングマグネット制御システムは、入力装置が、設定値の入力および表示を行うタッチパネルを有することを特徴としてもよい。これにより、操作者が入力作業を簡易に行える。 The lifting magnet control system may be characterized in that the input device has a touch panel for inputting and displaying set values. As a result, the operator can easily perform the input work.
また、リフティングマグネット制御システムは、マグネット制御装置及び入力装置のそれぞれが、操作者からの入力を伝達するためのシリアル通信回路を有することを特徴としてもよい。これにより、互いに異なる場所に配置されたマグネット制御装置と入力装置との間で操作者からの入力情報を少ない配線数で確実に授受できる。 Further, the lifting magnet control system may be characterized in that each of the magnet control device and the input device has a serial communication circuit for transmitting an input from the operator. Thereby, the input information from the operator can be reliably exchanged with a small number of wires between the magnet control device and the input device arranged at different locations.
本発明によるリフティングマグネット制御システムによれば、リフティングマグネットに供給される電力の大きさを操作者が効率的に調整できる。 According to the lifting magnet control system of the present invention, the operator can efficiently adjust the magnitude of the electric power supplied to the lifting magnet.
以下、添付図面を参照しながら本発明によるリフティングマグネット制御システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a lifting magnet control system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本実施形態に係るリフティングマグネット制御システムの搭載対象の一例として、作業機械であるリフティングマグネット車両1の構成を示す斜視図である。図1に示すように、リフティングマグネット車両1は、油圧ショベル(ベースマシン)のアーム12の先端に、鋼材などの吊荷Gを磁力により吸着して捕獲するリフティングマグネット10を搭載して構成されている。また、リフティングマグネット車両1は、リフティングマグネット10の位置や励磁動作および釈放動作を操作する操作者を収容する運転室14を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a
リフティングマグネット車両1に搭載されたリフティングマグネット制御システムは、リフティングマグネット10に電力を供給するマグネット制御装置(マグネット制御盤)3と、該電力における電流及び電圧の少なくとも一方に関わる設定を操作者が行うための入力装置4とを備えている。マグネット制御装置3及び入力装置4はリフティングマグネット車両1において互いに異なる場所に配置されており、本実施形態では、マグネット制御装置3は運転室14の外部に設置されており、入力装置4は運転室14の内部に設置されている。
The lifting magnet control system mounted on the
図2は、図1に示したリフティングマグネット車両1に搭載されているリフティングマグネット制御システム2の構成を示すブロック図である。図2に示すように、リフティングマグネット制御システム2は、マグネット制御装置3、入力装置4、およびマグネット操作部5を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the lifting
マグネット制御装置3は、マグネット駆動回路31と、ブリッジドライバ32と、制御部33と、シリアル通信回路34とを有している。マグネット駆動回路31は、リフティングマグネット10に電力を供給する回路であり、リフティングマグネット10を流れる電流の向きを制御するHブリッジ回路を含む。ブリッジドライバ32は、このHブリッジ回路を駆動する回路である。制御部33は、リフティングマグネット10へ供給される電力における電流及び電圧の少なくとも一方を、ブリッジドライバ32を介して制御する。制御部33は、例えば、所定のプログラムを格納したメモリと、該所定のプログラムを読み出して実行するCPUとを含むディジタル演算処理回路からなり、後述する設定入力情報D1に応じてブリッジドライバ32を制御する。シリアル通信回路34は、運転室14(図1参照)の内外を結ぶ配線16を介して入力装置4のシリアル通信回路43と接続されており、シリアル通信回路43の間で通信を行い、操作者からの設定入力情報D1を制御部33へ送る。なお、マグネット駆動回路31、ブリッジドライバ32、制御部33、及びシリアル通信回路34は、一つの筐体(マグネット制御盤3)内に収容されている。
The
入力装置4は、タッチパネル41と、信号処理部42と、シリアル通信回路43とを有している。タッチパネル41は、リフティングマグネット10に供給される電力における電流及び電圧の少なくとも一方に関わる設定入力を操作者から受け付けると共に、現在の設定状態を表示する。信号処理部42は、タッチパネル41に入力された設定情報を認識し、シリアル通信回路43及び34を介してマグネット制御装置3の制御部33へ該設定情報を提供する。また、信号処理部42は、現在の設定情報を記憶し、タッチパネル41に表示させる。なお、信号処理部42及びシリアル通信回路43は、タッチパネル41を含む一つの筐体(入力装置4)内に収容されている。
The
マグネット操作部5は、リフティングマグネット10の励磁動作および釈放動作を操作者が操作するための装置であり、図1に示した運転室14の内部に入力装置4と共に配置されている。マグネット操作部5は、二つのスイッチ51,52を有している。スイッチ51,52の一方の端子は互いに接続されると共に制御部33と配線53を介して接続され、制御部33内部で定電位線と接続されている。また、スイッチ51,52の他方の端子はそれぞれ配線54,55を介して制御部33と接続されている。
The magnet operation unit 5 is a device for an operator to operate the excitation operation and the release operation of the lifting
例えばスイッチ51を操作者が押すと配線54を介して所定電位が制御部33へ伝わり、制御部33は、リフティングマグネット10へ正方向電流(励磁電流)が供給されるようにブリッジドライバ32を制御する。また、スイッチ52を操作者が押すと配線55を介して所定電位が制御部33へ伝わり、制御部33は、リフティングマグネット10へ逆方向電流(釈放電流)が供給されるようにブリッジドライバ32を制御する。或いは、制御部33が配線54の電位のみ認識し、スイッチ51が一度押されるとリフティングマグネット10へ励磁電流が供給され、スイッチ51が再度押されるとリフティングマグネット10へ釈放電流が供給されるようにしてもよい。
For example, when the operator presses the
図3は、マグネット駆動回路31の構成を示す回路図である。図3に示すように、マグネット駆動回路31は、直流変換部36、Hブリッジ回路部37、コンデンサ38、及び電流測定部39を有する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
直流変換部36は、3相交流電源ACGから供給された交流電源電圧VAC1〜VAC3を直流電源電圧VDCへ変換するための回路部分である。本実施形態の直流変換部36は、6個のダイオード36a〜36fを含むブリッジ回路によって構成されており、三相全波整流を行う。なお、直流変換部は、これ以外にも例えばサイリスタを用いた純ブリッジ回路や、ダイオード及びサイリスタを用いた混合ブリッジ回路によって構成されてもよい。直流変換部が純ブリッジ回路や混合ブリッジ回路によって構成される場合、サイリスタは、図示しない位相制御回路によって所定の制御角で位相制御される。
The
Hブリッジ回路部37は、リフティングマグネット10へ供給される電流の向きを制御するための回路部分である。Hブリッジ回路部37は、4つのnpn型トランジスタ37a〜37dと、該4つのトランジスタ37a〜37dそれぞれの電流端子間(コレクタ−エミッタ間またはソース−ドレイン間)に電気的に接続された4つのダイオード(整流素子)37e〜37hと、リフティングマグネット10へ電流を供給するための配線18a及び18bが接続される端子37i及び37jとを含むHブリッジ回路によって構成されている。
The H
具体的には、トランジスタ37aの一方の電流端子は直流変換部36の正側出力端36gに電気的に接続されており、トランジスタ37aの他方の電流端子は端子37iに電気的に接続されている。トランジスタ37bの一方の電流端子は端子37iに電気的に接続されており、トランジスタ37bの他方の電流端子は直流変換部36の負側出力端36hに電気的に接続されている。トランジスタ37cの一方の電流端子は直流変換部36の正側出力端36gに電気的に接続されており、トランジスタ37cの他方の電流端子は端子37jに電気的に接続されている。トランジスタ37dの一方の電流端子は端子37jに電気的に接続されており、トランジスタ37dの他方の電流端子は直流変換部36の負側出力端36hに電気的に接続されている。また、ダイオード37e〜37hのアノードは、それぞれトランジスタ37a〜37dの他方の電流端子に電気的に接続されており、ダイオード37e〜37hのカソードは、それぞれトランジスタ37a〜37dの一方の電流端子に電気的に接続されている。
Specifically, one current terminal of the
各トランジスタ37a〜37dの制御端子(ベースまたはゲート)はブリッジドライバ32と電気的に接続されており、各トランジスタ37a〜37dにおける電流端子間の導通状態は、ブリッジドライバ32から提供される制御電流(または制御電圧)によって制御される。例えば、トランジスタ37a及び37dの制御端子に制御電流が提供されると、正方向の励磁電流I1が、トランジスタ37a、端子37i、リフティングマグネット10、端子37j、及びトランジスタ37dの順に流れる。また、トランジスタ37b及び37cの制御端子に制御電流が提供されると、逆方向の釈放電流(消磁電流)I2が、トランジスタ37c、端子37j、リフティングマグネット10、端子37i、及びトランジスタ37bの順に(すなわち、励磁電流I1とは逆向きに)流れる。
The control terminals (bases or gates) of the
ブリッジドライバ32は、制御部33の出力信号に応じてトランジスタ37a〜37dの何れかを導通させる。制御部33は、図2に示したマグネット操作部5から提供される信号に基づいて、トランジスタ37a〜37dの何れを導通させるかを決定する。また、ブリッジドライバ32は、トランジスタ37a〜37dを必要に応じて断続的に導通させ、リフティングマグネット10へ供給される電圧をパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)により調整する。このPWMのパルス幅は制御部33によって制御され、制御部33は、入力装置4(図2参照)からの設定入力情報D1に基づいてPWMのパルス幅を決定する。
The
コンデンサ38は、リフティングマグネット10への励磁電流I1が釈放電流I2へ切り替わる際にリフティングマグネット10に蓄積されたエネルギを吸収し、回生するために設けられている。コンデンサ38は、直流変換部36の正側出力端36gと負側出力端36hとの間に電気的に接続されている。なお、コンデンサ38に代えて或いはコンデンサ38と並列に、エネルギ放出用の抵抗器61を設けてもよい。この場合、トランジスタ等のスイッチ手段62を抵抗器61と直列に設けることが更に好ましい。
The
電流測定部39は、リフティングマグネット10を流れる電流の大きさを測定するための回路部分である。本実施形態の電流測定部39は、配線18bに対して直列に設けられたシャント抵抗39aからなり、シャント抵抗39aの両端電圧をA/D変換器39bへ出力する。A/D変換器39bは、この両端電圧値をディジタル信号に変換し、該ディジタル信号を制御部33へ提供する。制御部33は、例えば釈放電流I2が所定値に達した際に釈放動作を終了するといった処理の際に、このディジタル信号を参照する。なお、電流測定部は、シャント抵抗39aに代えて電流センサを有してもよい。
The
次に、上記したマグネット制御装置(マグネット制御盤)3の動作(励磁動作および釈放動作)について説明する。図4(a),(b)は、リフティングマグネット10の両端に印加される電圧(図4(a))、及びリフティングマグネット10に供給される電流(図4(b))の、それぞれ時間波形を示すグラフである。なお、上述したようにリフティングマグネット10への印加電圧はPWMによって調整されるが、図4(a)においては、PWMにおける電圧変化を時間的に平均化して得られる実効電圧の値を示している。また、図4(a),(b)における電圧及び電流の符号については、図3に示した励磁電流I1の向きを正としている。
Next, operations (excitation operation and release operation) of the magnet control device (magnet control panel) 3 will be described. FIGS. 4A and 4B show time waveforms of the voltage applied to both ends of the lifting magnet 10 (FIG. 4A) and the current supplied to the lifting magnet 10 (FIG. 4B), respectively. It is a graph which shows. Note that, as described above, the voltage applied to the lifting
まず、或る時刻t0において、3相交流電源ACGが駆動されることにより、直流変換部36に3相の交流電源電圧VAC1〜VAC3が提供される。交流電源電圧VAC1〜VAC3は、直流変換部36によって直流電源電圧VDCに変換される。続いて、マグネット操作部5のスイッチ51(または52)を操作者が押すと(時刻t1)、制御部33はリフティングマグネット10の励磁を開始する。すなわち、制御部33の指示を受けたブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37a及び37dを導通させる。これにより、リフティングマグネット10に励磁電流I1が流れる。
First, at a certain time t 0 , the three-phase AC power supply ACG is driven to provide the
制御部33は、最初の期間T1において、PWMのデューティ比を最大の100%として励磁電圧(実効値)を最大値VOSとする。この期間T1をオーバーシュート期間(OS期間)と称し、リフティングマグネット10への励磁電流I1を短時間で立ち上げるための期間である。また、制御部33は、期間T1の次の期間T2において、PWMのデューティ比を最大より低下させて(例えば90%)、励磁電圧(実効値)をVOE(<VOS)とする。この期間T2をオーバーエキサイト期間(OE期間)と称し、吊荷を容易に捕捉できるようにリフティングマグネット10の磁力を一時的に高める期間である。また、制御部33は、期間T2の次の期間T3において、PWMのデューティ比を更に低下させて、励磁電圧(実効値)をVRA(<VOE)とする。この期間T3を定格励磁期間と称し、リフティングマグネット10の定格電力付近の電力を供給しつつ励磁状態を維持する期間である。なお、定格励磁期間T3は、次の釈放動作へ移行するまで継続される。
このような励磁電力をリフティングマグネット10へ供給することにより、リフティングマグネット10が励磁され、鉄片等の吊荷を吸着して持ち上げることが可能となる。
By supplying such excitation power to the lifting
続いて、リフティングマグネット10から鉄片等を釈放(解放)するための動作に移る。マグネット操作部5の他方のスイッチ52(または51)を操作者が押すと(時刻t2)、制御部33はリフティングマグネット10の消磁を開始する。すなわち、制御部33の指示を受けたブリッジドライバ32は、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37a及び37dを非導通とし、トランジスタ37b及び37cを導通させる。これにより、リフティングマグネット10の電流の向きが反転し、釈放電流I2が流れる(期間T4)。この釈放電流I2は、リフティングマグネット10のインダクタンスの影響から或る時定数でもって所定値に近づく。これにより、リフティングマグネット10および吊荷が消磁され、吊荷が開放される。制御部33は、釈放電流I2の大きさが設定値ILM(入力装置4において操作者により設定入力される)に達すると、Hブリッジ回路部37のトランジスタ37b及び37cを非導通とし、電力回生のためトランジスタ37a及び37dを一定時間だけ導通させた後(期間T5)、全てのトランジスタ37a〜37dを非導通として電力供給を停止する。
Subsequently, the operation proceeds to release (release) the iron pieces from the lifting
次に、上記した入力装置4の動作について説明する。図5〜図8は、入力装置4のタッチパネル41における表示画面の階層構造を示す図である。また、図9〜図16は、各階層における表示画面の例を示す図である。
Next, the operation of the
図5に示すように、タッチパネル41は、まず電源投入直後に立ち上げ画面101(図9(a))を表示する。そして、タッチパネル41は、自動的に起動画面102(図9(b)の起動画面102Aまたは図9(c)の起動画面102B)を表示する。図9(b),(c)に示す起動画面102A,102Bのパネル102s(「マグネット」)に操作者が触れると、タッチパネル41は運転画面103を表示する。運転画面103はマグネット操作部5の状態に応じて変化し、励磁動作及び釈放動作の何れも行われていない場合には図9(d)に示す待機画面103Aまたは図9(e)に示す待機画面103Bを表示し、励磁動作の実行中は図9(f)に示す吸引中画面103Cまたは図10(a)に示す吸引中画面103Dを表示し、釈放動作の実行中は図10(b)に示す釈放中画面103Eまたは図10(c)に示す釈放中画面103Fを表示する。なお、待機画面103Aにおいては、パネル103u(「釈放調整」)に操作者が触れるか、もしくはタッチパネル41の外部に設けられた調整つまみを操作者が操作することによって、釈放電流の大きさを調整できる。また、吸引中画面103Cにおいては、パネル103v(「磁力調整」)に操作者が触れるか、もしくはタッチパネル41の外部に設けられた調整つまみを操作者が操作することによって、励磁電流の大きさを調整できる。
As shown in FIG. 5, the
図9(d),(e)に示す待機画面103A,103Bのパネル103s(「消灯」)に操作者が触れると、タッチパネル41は消灯画面104(図10(d))を表示する。また、この消灯画面104のパネル104s(「点灯」)に操作者が触れると、タッチパネル41は待機画面103A(図9(d))または待機画面103B(図9(e))を表示する。
When the operator touches the
運転画面103を表示中にリフティングマグネット制御システム2に異常が発生すると、マグネット制御装置3の制御部33がその異常を検知し、入力装置4へ異常に関する情報を送る。このとき、タッチパネル41は、まず注意画面105(図10(e))を表示する。この注意画面105で表示される故障項目としては、例えば発電機回転低下、マグネット電流超過、マグネット電圧上昇、マグネット過熱、制御盤(マグネット制御盤3)過熱、及びバッテリー電圧低下(短絡)などがある。また、このとき、入力装置4は同時にブザーを鳴らして操作者に異常を知らせるとよい。
If an abnormality occurs in the lifting
また、異常によりリフティングマグネット制御システム2が停止した場合、タッチパネル41は、警告画面106(図10(f))を表示する。なお、この警告画面106で表示される故障項目は、注意画面105(図10(e))と同様である。更に、この警告画面106のパネル106s(「詳細」)に操作者が触れると、タッチパネル41は警告詳細画面107を表示して停止要因を表示し、修理及び復旧を素早く行える情報を提供する。警告詳細画面107は異常の種類によって異なり、発電機回転低下の場合には図11(a)に示す警告詳細画面107A、マグネット電流超過の場合には図11(b)に示す警告詳細画面107B、マグネット電圧上昇の場合には図11(c)に示す警告詳細画面107C、制御盤(マグネット制御装置3)過熱の場合には図11(d)に示す警告詳細画面107D、バッテリー電圧低下(短絡)の場合には図11(e)に示す警告詳細画面107Eをそれぞれ表示する。そして、各警告詳細画面107A〜107Eのパネル107s(「前項」)に操作者が触れると、タッチパネル41は警告画面106(図10(f))を再び表示する。また、警告画面106及び各警告詳細画面107A〜107Eのパネル106u,107u(「リセット」)に操作者が触れると、タッチパネル41は起動画面102A(図9(b))または102B(図9(c))を再び表示する。
Further, when the lifting
図9(d),(e)に示した待機画面103A,103Bにおいて、パネル103t(「サービスモード」)に操作者が触れると、図6に示すように、タッチパネル41はサービスメニュー画面108(図11(f))を表示する。このサービスメニュー画面108において、パネル108s(「モニタリング」)、パネル108t(「注意故障」)、及びパネル108u(「警告故障」)のそれぞれに操作者が触れると、タッチパネル41は、モニタリング全表示画面109(図12(a))、注意故障履歴画面110(図12(b))、及び警告故障履歴画面111(図12(c))のそれぞれを表示する。モニタリング全表示画面109は、例えば現在の発電機回転数、発電機電圧、マグネット電圧、及びマグネット電流等を表示する。注意故障履歴画面110には、過去に注意が発生した時刻、注意の種類などが表示される。警告故障履歴画面111には、過去に警告が発生した時刻、警告の種類などが表示される。なお、モニタリング全表示画面109、注意故障履歴画面110、及び警告故障履歴画面111のパネル109s,110s,及び111s(「前項」)に操作者が触れると、タッチパネル41はサービスメニュー画面108(図11(f))を再び表示する。
When the operator touches the
サービスメニュー画面108において、2つのパネル108vに操作者が順に触れると、パネル108w(「メンテナンス」)が表示される。そして、パネル108w(「メンテナンス」)に操作者が触れると、タッチパネル41はパスワード画面112(図12(d))を表示する。そして、操作者が入力したパスワードが所定のパスワードと合致しない場合、タッチパネル41は再びサービスメニュー画面108を表示する。操作者が入力したパスワードが所定のパスワードと合致した場合には、タッチパネル41は図7に示すようにメンテナンスメニュー画面113(図12(e))を表示する。
When the operator touches the two
このメンテナンスメニュー画面113において、パネル113s(「モニタリング」)、パネル113t(「カウンター」)、パネル113u(「放電」)、及びパネル113v(「運転」)のそれぞれに操作者が触れると、タッチパネル41は、モニタリング画面114(図12(f))、カウンター・アワメータ画面115(図13(c))、コンデンサ放電画面117(画面例は省略)、及び運転パターン選択画面119(画面例は省略)のそれぞれを表示する。
When the operator touches each of the
モニタリング画面114の項目選択パネル114s〜114w(「発電機回転数」、「発電機電圧」、「マグネット電圧」、「マグネット電流」、及び「全表示」)の各々に操作者が触れると、タッチパネル41は、発電機回転数グラフ表示画面114A(図13(a))、発電機電圧グラフ表示画面114B、マグネット電圧グラフ表示画面114C、マグネット電流グラフ表示画面114D(いずれも図13(a)と同様)、及び全表示画面114E(図13(b))のうち対応する画面を表示する。カウンター・アワメータ画面115には、リフティングマグネット10の使用時間および吸引回数が表示される。カウンター・アワメータ画面115のパネル115s(「吸引回数リセット」)に操作者が触れると、タッチパネル41はカウンターリセット画面116でリセットの有無を操作者に確認したのち、吸引回数がリセットされる。コンデンサ放電画面117では、マグネット駆動回路31のコンデンサ38(図3参照)に蓄電されている電荷を放電するか否かを操作者が入力する。操作者が電荷を放電する選択を行うと、タッチパネル41はコンデンサ放電完了画面118(画面例は省略)を表示する。運転パターン選択画面119では、現場の作業環境にあわせて複数の運転パターンから一つを操作者が選択する。
When the operator touches each of the
また、メンテナンスメニュー画面113(図12(e))において、パネル113w(「設定」)に操作者が触れると、図8に示すように、タッチパネル41は設定メニュー画面120(図13(d))、121(図13(e))を表示する。設定メニュー画面120と設定メニュー画面121とは対になっており、各画面においてパネル120s(「>>」)、パネル121s(「<<」)に操作者が触れると、他方の設定メニュー画面が表示される。
In addition, when the operator touches the
設定メニュー画面120において、パネル120t(「基本」)に操作者が触れると、タッチパネル41は基本設定メニュー画面122(図13(f))を表示する。この基本設定メニュー画面122において、パネル122s(「マニュアル設定」)に操作者が触れると、タッチパネル41はマニュアル設定画面123を表示する。マニュアル設定画面123は複数の画面を含んでおり、様々な数値を操作者がテンキー画面131を使って自由に設定できる。例えば、図14(a)に示すマニュアル設定画面123AでOS期間の電流量およびOS期間の長さを設定し、図14(b)に示すマニュアル設定画面123BでOE期間の電圧およびOE期間の長さを設定し、図14(c)に示すマニュアル設定画面123Cで定格励磁期間の電圧および電流を設定し、図14(d)に示すマニュアル設定画面123Dで釈放電流を設定する。
When the operator touches
マニュアル設定画面123BにおけるOE期間の電圧設定、およびマニュアル設定画面123Cにおける定格励磁期間の電圧及び電流の設定は、入力装置4における磁力設定モードの一例である。すなわち、この磁力設定モードにおいては、操作者が、リフティングマグネット10への励磁電流および励磁電圧のうち一方または双方の設定値を入力する。制御部33は、この設定値に関する情報を入力装置4から受けると、該設定値に従って、ブリッジドライバ32のデューティ比などを調整することにより励磁電流および励磁電圧を制御する。
The voltage setting during the OE period on the
また、マニュアル設定画面123Dにおける釈放電流の設定は、入力装置4における釈放電流設定モードの一例である。すなわち、この釈放電流設定モードにおいては、操作者が、リフティングマグネット10への釈放電流I2の設定値ILM(図4(b)参照)を入力する。制御部33は、この設定値ILMに関する情報を入力装置4から受け、図3に示した電流測定部39からの出力信号がこの設定値ILMに相当する値に達すると、釈放電流I2の供給が停止されるようにブリッジドライバ32を制御する。なお、一般的に、吊荷が大きいほど、より大きな釈放電流I2が必要となる。
The setting of the release current on the
基本設定メニュー画面122(図13(f))において、パネル122t(「発電機選択」)に操作者が触れると、タッチパネル41は発電機選択画面124(図14(e))を表示する。発電機選択画面124では、組み合わせる発電機の種類を操作者が選択する。また、基本設定メニュー画面122において、パネル122u(「標準設定」)に操作者が触れると、タッチパネル41は標準設定画面125(図14(f))を表示する。標準設定画面125では、使用するリフティングマグネット10の大きさ(定格電力など)を操作者が選択する(マグネットサイズ選択モード)。
When the operator touches
標準設定画面125は、入力装置4におけるマグネットサイズ選択モードの一例である。このマグネットサイズ選択モードにおいては、リフティングマグネット10の大きさに関する選択情報を受けた制御部33が、該大きさに基づいて励磁電流I1、励磁電圧(図4(a)のVOEまたはVRA)、及び釈放電流I2のうち少なくとも一つを制御する。ここで、図17は、制御部33が記憶しているテーブルの一例を示す図である。図17に示すように、テーブル33aは、定格励磁期間T3の励磁電流I1(定格電流)および励磁電圧VRA(定格電圧)、OS期間T1およびOE期間T2の長さ、OS期間T1の励磁電流I1(OS電流)、OE期間T2の励磁電圧VOE(OE電圧)、過電流の設定値、並びに釈放電流I2を、リフティングマグネット10の寸法(直径)毎に格納している。制御部33は、入力装置4からリフティングマグネット10の大きさに関する選択情報を受けると、その大きさに応じたこれらの数値に従って、ブリッジドライバ32のデューティ比などを決定する。なお、このテーブル33aにおける定格電流などの各項目は一例であり、何れかの項目が欠けてもよく、新たな項目が追加されてもよい。
The
また、基本設定メニュー画面122(図13(f))において、パネル122v(「設定状況」)に操作者が触れると、タッチパネル41は設定状況確認画面126を表示する。なお、設定状況確認画面126の表示内容は、図14(a)〜(d)に示したマニュアル設定画面123A〜123Dと同様である。
When the operator touches the
設定メニュー画面120(図13(d))において、パネル120u(「操作」)、パネル120v(「言語」)、パネル120w(「メンテ」)、及びパネル120x(「時計」)のそれぞれに操作者が触れると、タッチパネル41は、操作設定画面127(図15(a))、言語設定画面128(図15(b))、メンテ画面129(図15(c))、及び時計設定画面130(画面例は省略)のそれぞれを表示する。操作設定画面127では、複数の操作方式から操作者の好みの操作方式を選択できる。言語設定画面128では、操作者が複数の言語(例えば日本語、英語、及び中国語)の中から一つの言語を選択すると、タッチパネル41の表示が当該言語に切り替わる。メンテ画面129では、操作者がタッチパネル41を用いてリフティングマグネット10の吸引・釈放を操作できる。時計設定画面130では、テンキー画面131を使って操作者が現在時刻を設定する。
In the setting menu screen 120 (FIG. 13D), the operator is assigned to each of the
設定メニュー画面121(図13(e))において、パネル121t(「表示」)、パネル121u(「音」)、パネル121v(「釈放」)、パネル121w(「起動」)、及びパネル121x(「警告解除」)のそれぞれに操作者が触れると、タッチパネル41は、表示設定画面132(図15(d))、音設定画面133(図15(e))、釈放設定画面135(図15(f))、起動設定画面136(図16(a))、及び警報解除画面137(図16(b))のそれぞれを表示する。表示設定画面132では、アニメーションや通常表示といったタッチパネル41の表示方法を操作者が選択できる。音設定画面133では、ブザーの種類を操作者の好みに応じて選択でき、選択したブザーの音を音設定確認画面134(画面例は省略)によって確認できる。釈放設定画面135では、釈放電流の調整方式として、タッチパネル41を用いる方式及び調整つまみを用いる方式の何れかを操作者が選択できる。起動設定画面136(画面例は省略)では、起動画面102として、図9(b)に示した起動画面102A及び図9(c)に示した起動画面102Bの何れを表示するかを操作者が選択できる。警報解除画面137では、注意画面105が必要な注意情報のみを表示するように操作者が注意内容を選択できる。選択された注意内容は、警報解除確認画面138(図16(c))で確認できる。
In the setting menu screen 121 (FIG. 13 (e)), the
なお、以上に示した各画面において、パネル(「終了」)に操作者が触れると、タッチパネル41は起動画面102(図5)を表示する。
In each of the screens shown above, when the operator touches the panel (“END”), the
以上説明した本実施形態によるリフティングマグネット制御システム2が有する効果について説明する。このリフティングマグネット制御システム2においては、マグネット制御装置3とは異なる場所に配置された入力装置4によって操作者がマグネット電力(励磁電流I1、釈放電流I2、及び励磁電圧)を調整できる。従って、例えばこの入力装置4を運転席等に配置することにより、リフティングマグネット10のサイズや吊荷の種類を変更する場合に、操作者自身が運転席から離れることなく励磁電流I1や釈放電流I2などの大きさを遠隔操作でもって調整することが可能となる。従って、このリフティングマグネット制御システム2によれば、励磁電流I1や釈放電流I2の大きさを操作者が効率的に調整できる。また、吊荷を吸着させながらの磁力調整なども容易にできる。
The effect which the lifting
また、本実施形態のように、入力装置4がマグネットサイズ選択モードを有し、制御部33が、入力装置4に入力されたリフティングマグネット10の大きさに基づいて励磁電流I1、励磁電圧、及び釈放電流I2を制御することが好ましい。これにより、操作者は、使用するリフティングマグネット10の大きさに応じて励磁電流I1や励磁電圧、釈放電流I2を個々に設定する手間を省き、励磁電力や釈放電流の大きさをより効率的に調整できる。
Further, as in the present embodiment, the
また、本実施形態のように、入力装置4は、設定値の入力および表示を行うタッチパネル41を有することが好ましい。これにより、操作者が入力作業を簡易に行うことができる。
Moreover, it is preferable that the
また、本実施形態のように、マグネット制御装置3及び入力装置4のそれぞれは、操作者からの設定入力情報を伝達するためのシリアル通信回路34,43を有することが好ましい。これにより、互いに異なる場所に配置されたマグネット制御装置3と入力装置4との間で操作者からの設定入力情報を少ない配線数で確実に授受できる。
Further, as in the present embodiment, each of the
本発明によるリフティングマグネット制御システムは、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では入力装置とマグネット制御装置との通信手段として有線によるシリアル通信回路を例示したが、通信手段は無線でもよく、或いは伝達情報を電圧等で示すアナログ信号線でもよい。また、入力装置としては、上述したタッチパネル以外にも、例えば調整つまみやスイッチ、或いは各設定値を記憶したメモリカードの読み取り装置など、様々な手段を適用できる。 The lifting magnet control system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications are possible. For example, although a wired serial communication circuit is illustrated as a communication means between the input device and the magnet control device in the above embodiment, the communication means may be wireless or an analog signal line indicating transmission information in voltage or the like. In addition to the touch panel described above, various means such as an adjustment knob, a switch, or a memory card reading device storing each set value can be applied as the input device.
1…リフティングマグネット車両、2…リフティングマグネット制御システム、3…マグネット制御装置(マグネット制御盤)、4…入力装置、5…マグネット操作部、10…リフティングマグネット、12…アーム、14…運転室、31…マグネット駆動回路、32…ブリッジドライバ、33…制御部、34,43…シリアル通信回路、36…直流変換部、37…ブリッジ回路部、39…電流測定部、41…タッチパネル、42…信号処理部、ACG…三相交流電源、G…吊荷、I1…励磁電流、I2…釈放電流。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記マグネット制御装置とは異なる場所に配置され、前記電力における電流及び電圧の少なくとも一方に関わる操作者からの入力を受け付け、該入力を前記制御部へ提供する入力装置と
を備え、
前記マグネット駆動回路がHブリッジ回路部を有し、該Hブリッジ回路部は、複数のトランジスタを含んで構成され、前記リフティングマグネットへの前記電流の向きを制御し、
前記制御部は、前記入力装置から提供された前記入力に応じて前記複数のトランジスタへの制御電圧のデューティ比を制御するディジタル演算処理回路を含み、
前記マグネット制御装置及び前記入力装置のそれぞれは、前記操作者からの入力を伝達するためのシリアル通信回路を有し、
前記マグネット制御装置が前記作業機械の運転室の外部に設置されており、前記入力装置が前記運転室の内部に設置されていることを特徴とする、リフティングマグネット制御システム。 A magnet drive circuit that supplies power to a lifting magnet of a work machine, and a magnet control device that includes a control unit that controls at least one of current and voltage in the power;
Wherein the magnet controller being arranged at different locations, receives an input from an operator related to at least one of current and voltage in the power, e Bei an input device for providing input to the control unit,
The magnet drive circuit has an H-bridge circuit section, and the H-bridge circuit section includes a plurality of transistors, and controls the direction of the current to the lifting magnet.
The control unit includes a digital arithmetic processing circuit that controls a duty ratio of a control voltage to the plurality of transistors according to the input provided from the input device,
Each of the magnet control device and the input device has a serial communication circuit for transmitting an input from the operator,
A lifting magnet control system, wherein the magnet control device is installed outside a cab of the work machine, and the input device is installed inside the cab .
前記マグネット駆動回路は、前記釈放電流の大きさを測定する電流測定部を有し、
前記制御部は、前記電流測定部からの出力信号が前記設定値に相当する値に達すると前記釈放電流の供給を停止する
ことを特徴とする、請求項1に記載のリフティングマグネット制御システム。 The input device has a release current setting mode for the operator to input a set value of a release current to the lifting magnet,
The magnet drive circuit has a current measurement unit that measures the magnitude of the release current,
2. The lifting magnet control system according to claim 1 , wherein the control unit stops supplying the release current when an output signal from the current measurement unit reaches a value corresponding to the set value. 3.
前記制御部は、前記設定値に基づいて前記励磁電流および前記励磁電圧のうち一方または双方を制御する
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のリフティングマグネット制御システム。 The input device has a magnetic force setting mode for the operator to input a setting value of one or both of an excitation current and an excitation voltage to the lifting magnet,
The control unit, and controls one or both of the excitation current and the excitation voltage on the basis of the set value, the lifting magnet control system according to claim 1 or 2.
前記制御部は、前記入力装置に入力された前記リフティングマグネットの大きさに基づいて励磁電流、励磁電圧、及び釈放電流のうち少なくとも一つを制御する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリフティングマグネット制御システム。 The input device has a magnet size selection mode in which the operator inputs the size of the lifting magnet,
Wherein the control unit includes an exciting current based on the magnitude of the lifting magnet which is input to the input device, and controls at least one of the excitation voltage, and release current, according to claim 1 to 3 The lifting magnet control system as described in any one of Claims.
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