一种塔机双小车双变幅的同步控制方式的制作方法

1.本发明涉及塔机控制技术领域，尤其涉及一种塔机双小车双变幅的同步控制方式。


背景技术：

2.市场对大吨位塔机的需求日益增多，双小车双变幅是大吨位塔机一种有效可行的结构设计形式。其中双小车双变幅的同步运行问题是重中之重，若运行不同步，会引起吊钩歪斜，损伤钢丝绳及塔机结构强度，甚至会导致吊钩脱落、塔机倾覆等严重问题，危及相关操作人员生命安全，同时也会造成严重的经济财产损失。
3.目前的多机构同步控制方法主要以速度同步为主，速度一致并不意味着位置的同步，带有根本的原理缺陷。还有通过在机构卷筒位置布置绝对值编码器的方式，来保证机构运行位置同步，由于钢丝绳是柔性的，存在悬垂问题，机构卷筒位置同步无法消除钢丝绳悬垂累积误差的问题，最终是要保证小车位置同步。
4.传统技术都是针对多机构速度同步控制，采用速度闭环，目的是提高多电机的速度一致性，保证多电机运行同步。也有在速度闭环基础上增加位移闭环的，位移闭环是依靠在卷筒安装绝对值位置编码器，调节电机速度，将卷筒位置纠正至预定的偏差范围内，来实现位置同步。
5.因此，目前的多机构同步控制方法主要以速度同步为主，采用速度闭环，目的是提高多电机的速度一致性，速度一致并不意味着位置的同步，带有根本的原理缺陷。二是钢丝绳是柔性的，存在悬垂问题，通过在机构卷筒位置布置绝对值编码器的方式，来保证机构运行位置同步是无法消除钢丝绳悬垂累积误差的问题，最终是要保证小车位置同步。
6.如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，用以解决传统钢丝绳悬垂累积误差和保证塔机双小车双变幅同步调整的问题。
8.本发明的发明思想为：在塔机臂架上布有多组行程开关，每组由两个并列放置的行程开关组成，用于实时监测两小车经过该位置的顺序及时间，根据各小车经过的时间差匹配各小车移动速度计算输出当前时刻两个小车的相对位移差，当两小车相对位移差超过许用范围时，主控制器控制某个电机驱动控制器附加给定速度，改变对应电机的运行速度，进而调整两个小车的相对位移差，直至两个小车的相对位移差降低至许用范围内，进一步通过电机驱动控制器调整对应电机的运行速度并使两个小车运行速度保持一致，确保双小车变幅同步。
9.为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案具体为：一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，包括主控制器，所述主控制器包括信号输入模块、信号处理模块和信号输出模块，所述信号输入模块外接多组行程开关和速度传感器，所述信号输出模块外接多个电
机驱动控制器，所述电机驱动控制器输出端连接电机，在塔机臂架上等距设置多组行程开关，每组由多个并列放置的行程开关组成，用于实时监测对应小车经过该位置的顺序及时间，所述主控制器的信号输入模块根据多组行程开关和速度传感器的反馈信号，信号处理模块判断多辆小车相对位移差是否超过设定的许用范围，然后信号输出模块根据信号处理模块的判断结果，对对应电机驱动控制器附加给定速度，进而改变对应电机的运行速度，从而缩小多辆小车的位移差，使多辆小车速度运行一致。
10.进一步地，所述小车与行程开关均设置两组。
11.进一步地，所述速度传感器用以实时监测对应电机的运行速度，并将检测信号反馈给主控制器，以监测小车的运行速度。
12.进一步地，两组所述行程开关在塔机臂架上的布置方向与小车的运行方向平行。
13.进一步地，所述主控制器、电机驱动控制器、速度传感器和行程开关之间均通过通讯线缆相连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
15.1、本发明提出的位置闭环控制，是基于双小车的实时相对位移量，消除了钢丝绳悬垂累积误差的问题，使两小车始终保持位置同步。
16.2、本发明通过监测两个小车的相对位移差，将两小车相对位移差与许用范围对比来进行相关调整实现同步变幅。
17.3、本发明通过在塔机臂架上布置多组行程开关，每组由两个并列放置的行程开关组成，用于实时监测两小车经过该位置的顺序及时间，根据各小车经过的时间差匹配各小车移动速度计算输出当前时刻两个小车的相对位移差，将两小车相对位移差与许用范围对比来进行相关调整实现同步变幅。
18.4、本发明采用速度和位置双闭环控制，先通过位置闭环将两个小车的相对位移差调整至许用范围，再通过速度闭环调整双机构运行速度一致，解决塔机双小车双变幅的同步调整的问题。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
20.图1为该双小车双变幅的同步调整方式的原理图。
21.图2为该发明整体示意图。
22.图3为该发明图2中的a向视图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.明所提出一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，包括主控制器，所述主控制器包括信号输入模块、信号处理模块和信号输出模块，所述信号输入模块外接两组行程开关和速度传感器，所述信号输出模块外接两个电机驱动控制器，所述电机驱动控制器输出端
连接电机，在塔机臂架上等距设置两组行程开关，每组由多个并列放置的行程开关组成，用于实时监测两小车经过该位置的顺序及时间，所述主控制器的信号输入模块根据两组行程开关和速度传感器的反馈信号，信号处理模块判断两辆小车相对位移差是否超过设定的许用范围，然后信号输出模块根据信号处理模块的判断结果，对对应电机驱动控制器附加给定速度，进而改变对应电机的运行速度，使两小车的位移差缩小，实现两小车的速度运行一致。
25.主控制器:
26.信号输入：行程开关检测的两小车经过特定位置的顺序及时间，速度传感器检测的电机转速信号；
27.信号处理：1)通根据各小车经过的时间差匹配各小车移动速度计算输出当前时刻两个小车的相对位移差
28.2)判断当两小车相对位移差是否超过许用范围(≤50mm)
29.3)计算在该同步调整行程区间内各小车所需通过时间，以所需通过时间较长小车为主，计算使两小车在该同步调整行程区间内所需通过时间相同时，应给所需通过时间较短小车附加的指定速度。
30.信号输出：1)当两小车相对位移差未超过许用范围，向运行速度较快小车对应的电机驱动控制器附加给定速度，使对应的电机运行速度与较慢电机速度一致，实现两小车同步运行
31.2)当两小车相对位移差超过许用范围，向该同步调整行程区间所需通过时间较短小车对应的电机驱动控制器发出信号，将对应电机的运行速度降低至指定速度值，进而减两小车的相对位移差。
32.电机驱动控制器：接收主控制器的信号，根据主控制器信号控制电机运行速度。
33.电机：接收电机驱动控制器的信号并执行。
34.速度传感器：实时监测对应电机的运行速度，并将检测信号反馈给主控制器。
35.行程开关：监测小车经过，并将检测信号反馈给主控制器。
36.本发明提出了一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，通过在塔机臂架上布置多组行程开关，每组由两个并列放置的行程开关组成，用于实时监测两小车经过该位置的顺序及时间，每组行程开关间隔1m，以此距离为一个同步调整行程，根据各小车经过的时间差匹配各小车移动速度计算输出当前时刻两个小车的相对位移差，当两小车相对位移差超过许用范围时，主控制器控制对应驱动装置附加给定速度，改变对应机构的运行速度，进而调整两个小车的相对位移差，直至两个小车的相对位移差降低至许用范围内，行程位置闭环。
37.各个机构配有独立的电机驱动控制器，电机驱动控制器之间采用主从控制原则，当个小车的相对位移差降低至许用范围内时，为提高塔机变幅同步调整作业安全性，以运行速度较低的电机为主，主控制器给速度较高的电机驱动控制器附加给定速度，保证双机构运行速度同步，形成速度闭环。
38.本发明所提出速度控制器之间采用主从控制原则，以运行速度较低的电机为主，仅为本发明的优选实施方式，本发明并不限于于此，也可以行速度较高的电机为主。
39.综上，本发明通过在塔机臂架上布置多组行程开关，每组由两个并列放置的行程开关组成，用于实时监测两小车经过该位置的顺序及时间，根据各小车经过的时间差匹配
各小车移动速度计算输出当前时刻两个小车的相对位移差；通过监测两个小车的相对位移差，将两小车相对位移差与许用范围对比来进行相关调整实现同步变幅；由于本发明采用速度和位置双闭环控制，先通过位置闭环将两个小车的相对位移差调整至许用范围，再通过速度闭环调整双机构运行速度一致，因此解决了塔机双小车双变幅的同步调整的问题。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，包括主控制器，所述主控制器包括信号输入模块、信号处理模块和信号输出模块，所述信号输入模块外接多组行程开关和速度传感器，所述信号输出模块外接多个电机驱动控制器，所述电机驱动控制器输出端连接电机，其特征在于，在塔机臂架上等距设置多组行程开关，每组由多个并列放置的行程开关组成，用于实时监测对应小车经过该位置的顺序及时间，所述主控制器的信号输入模块根据多组行程开关和速度传感器的反馈信号，信号处理模块判断多辆小车相对位移差是否超过设定的许用范围，然后信号输出模块根据信号处理模块的判断结果，对对应电机驱动控制器附加给定速度，进而改变对应电机的运行速度，从而缩小多辆小车的位移差，使多辆小车位置同步。2.根据权利要求1所述的一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，其特征在于，所述小车与行程开关均设置两组。3.根据权利要求1所述的一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，其特征在于，所述速度传感器用以实时监测对应电机的运行速度，并将检测信号反馈给主控制器，以监测小车的运行速度。4.根据权利要求2所述的一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，其特征在于，两组所述行程开关在塔机臂架上的布置方向与小车的运行方向平行。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，其特征在于，所述主控制器、电机驱动控制器、速度传感器和行程开关之间均通过通讯线缆相连接。

技术总结
本发明提供了一种塔机双小车双变幅的同步控制方式，属于塔机控制技术领域；解决了小车双变幅的同步调整问题和消除了传统的钢丝绳悬垂累积误差的问题；其技术方案为：包括主控制器，主控制器包括信号输入模块、信号处理模块和信号输出模块，信号输入模块外接多组行程开关和速度传感器，信号输出模块外接多个电机驱动控制器，电机驱动控制器输出端连接电机，主控制器的信号输入模块根据多组行程开关和速度传感器的反馈信号，信号处理模块进行判断，然后信号输出模块根据信号处理模块的判断通过电机驱动控制器来控制对应电机的运行速度；本发明的有益效果为：本发明采用速度和位置双闭环控制，有效保证两小车位置同步，精确高效。高效。高效。


技术研发人员：米成宏 黄帅 赵治森 郑怀鹏
受保护的技术使用者：中铁建大桥工程局集团第一工程有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/28