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专利号: 2020105952355
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,基于的控制装置由第一微动开关至第四微动开关、第一接近开关至第二接近开关、第一变频器至第二变频器、第一减速电机至第二减速电机、第一编码器至第二编码器、可编程序控制器、触摸屏、制动电阻、储缆卷筒、排缆导轮、排缆丝杆和缆绳组成;其中,所述触摸屏连接可编程序控制器,可编程序控制器再分别连接第一变频器和第二变频器;所述第一变频器顺序连接第一减速电机和储缆卷筒的左端,第一变频器还与制动电阻连接,第一减速电机内置第一编码器,储缆卷筒右端外侧安装有第二接近开关;所述第二变频器顺序连接第二减速电机和排缆丝杆,第二减速电机内置第二编码器,排缆丝杆通过螺母连接排缆导轮,排缆导轮上安装第一接近开关,排缆丝杆左端一侧自左向右安装有第一微动开关和第二微动开关,排缆丝杆右端一侧自右向左安装有第三微动开关和第四微动开关;所述缆绳在储缆卷筒上固定并缠绕后连接排缆导轮并进入牵引绞车;其特征在于,所述的控制方法是:设CZ是所述排缆导轮触发第二微动开关的计数值,CY是排缆导轮触发第四微动开关的计数值,CQ是当前缆绳在所述储缆卷筒上存储的表层圈数,CC是当前缆绳在所述储缆卷筒上存储的层数,CL是当前缆绳放出去的长度,MQ是缆绳在储缆卷筒上储存时单层可储缆的总圈数,n是缆绳在储缆卷筒上储存时表层还可储存的圈数,所述控制方法具体包括如下步骤:(1)开始,可编程序控制器从其掉电保持寄存器中读取CZ、CY、CQ、CC和CL数值并显示在触摸屏上,在触摸屏中设置第一减速电机减速比Kc、第二减速电机减速比Ks、缆绳直径dL、排缆丝杆螺距ts;

(2)可编程序控制器通过profinet总线与第一变频器通讯采集第一减速电机转速信号,与第二变频器通讯采集第二减速电机的转速信号,以及牵引绞车传送过来的收、放、停指令信号;

(3)可编程序控制器判断收、放、停指令,当收指令时,转入步骤(4),当停指令时,转入步骤(62),当放指令时,转入步骤(33);

(4)可编程序控制器通过profinet总线对第一变频器设定正转方向和扭矩大小;

(5)可编程序控制器判断是否CZ>CY,当是,转入下一步;当否,转入步骤(19);

(6)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定正转方向和转速大小;

(7)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(9);

(8)可编程序控制器执行CL=CL‑1运算;

(9)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(11);

(10)可编程序控制器执行CP=CP+1运算;

(11)可编程序控制器执行CP对12的求余运算,并判断余数是否为0,当是,转入下一步;

当否,转入步骤(13);

(12)可编程序控制器执行CQ=CQ+1运算,并使CP=0;

(13)可编程序控制器判断是否(MQ‑CQ)

(14)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值,当是,转入下一步;当否,转入步骤(16);

(15)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号;

(16)可编程序控制器检测第四微动开关是否有上升沿触发信号,当是,转入下一步;当否,则在此循环等待;

(17)可编程序控制器执行CY=CY+1运算,并使CQ=0;

(18)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号,缆绳线速度恢复,返回到步骤(2);

(19)可编程序控制器执行步骤(2)、(3),当停指令时,转入步骤(62);当放指令时,转入步骤(33);当收指令时,执行步骤(4)、(5)后,可编程序控制器判断是否CZ=CY,当是,转入下一步;当否,转入步骤(62);

(20)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定反转方向和转速大小;

(21)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(23);

(22)可编程序控制器执行CL=CL‑1运算;

(23)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(25);

(24)可编程序控制器执行CP=CP+1运算;

(25)可编程序控制器执行CP对12的求余运算,并判断余数是否为0,当是,转入下一步;

当否,转入步骤(27);

(26)可编程序控制器执行CQ=CQ+1运算,并使CP=0;

(27)可编程序控制器判断是否(MQ‑CQ)

(28)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值,当是,转入下一步;当否,转入步骤(30);

(29)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号;

(30)可编程序控制器检测第二微动开关是否有上升沿触发信号,当是,转入下一步;当否,则在此循环等待;

(31)可编程序控制器执行CZ=CZ+1运算,并使CQ=0,返回到步骤(2);

(32)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号,缆绳线速度恢复,返回到步骤(2);

(33)可编程序控制器执行步骤(2)、(3),当停指令时,转入步骤(62);当收指令时,转入步骤(4);当放指令时,可编程序控制器通过profinet总线对第一变频器设定正转方向和扭矩大小;

(34)可编程序控制器判断是否CZ>CY,当是,转入下一步;当否,转入步骤(48);

(35)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定反转方向和转速大小;

(36)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(38);

(37)可编程序控制器执行CL=CL+1运算;

(38)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(40);

(39)可编程序控制器执行CP=CP+1运算;

(40)可编程序控制器执行CP对12的求余运算,并判断余数是否为0,当是,转入下一步;

当否,转入步骤(42);

(41)可编程序控制器执行CQ=CQ‑1运算,并使CP=0;

(42)可编程序控制器判断是否CQ

(43)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值,当是,转入下一步;当否,转入步骤(45);

(44)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号;

(45)可编程序控制器检测第二微动开关是否有上升沿触发信号,当是,转入下一步;当否,则在此循环等待;

(46)可编程序控制器执行CZ=CZ‑1运算,并使CQ=0;

(47)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号,缆绳线速度恢复,返回到步骤(2);

(48)可编程序控制器执行步骤(2)、(3),当停指令时,转入步骤(62);当收指令时,转入步骤(4);当放指令时,执行步骤(33)、(34)后,可编程序控制器判断是否CZ=CY,当是,转入下一步;当否,转入步骤(62);

(49)可编程序控制器通过profinet总线对第二变频器设定正转方向和转速大小;

(50)可编程序控制器判断第一接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(52);

(51)可编程序控制器执行CL=CL+1;

(52)可编程序控制器判断第二接近开关是否有上升沿触发,当是,转入下一步;当否,转入步骤(54);

(53)可编程序控制器执行CP=CP+1;

(54)可编程序控制器执行CP对12的求余运算,并判断余数是否为0,当是,转入下一步;

当否,转入步骤(56);

(55)可编程序控制器执行CQ=CQ‑1运算,并使CP=0;

(56)可编程序控制器判断是否CQ

(57)可编程序控制器判断缆绳当前线速度是否大于设定的减速阈值,当是,转入下一步;当否,转入步骤(59);

(58)可编程序控制器向牵引绞车发出减速信号;

(59)可编程序控制器检测第四微动开关是否有上升沿触发信号,当是,转入下一步;当否,则在此循环等待;

(60)可编程序控制器执行CY=CY‑1运算,并使CQ=0,返回到步骤(2);

(61)可编程序控制器向牵引绞车发出解除减速信号,缆绳线速度恢复,返回到步骤(2);

(62)可编程序控制器执行步骤(2)、(3),当收指令时,转入步骤(4);当放指令时,转入步骤(33);当停指令时,系统停车,并返回步骤(2)。

2.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述排缆导轮沿周向均匀开有6个减轻孔,排缆导轮每转1圈可触发第一接近开关6次;所述储缆卷筒侧板沿周向均匀开12个减轻孔,储缆卷筒每转1圈可触发第二接近开关12次。

3.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述第一减速电机和第二减速电机均自带制动器,制动时均对减速器的输出轴进行制动。

4.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述可编程序控制器与所述第一变频器和第二变频器以及所述触摸屏的连接均采用profinet总线通讯方式连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述排缆导轮触发所述第一微动开关或第三微动开关时,电动储缆控制装置设置为断电。

6.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述第一变频器设置成力矩伺服控制方式,运动方向始终设置成为正转收缆方向,所述第一变频器的力矩设置值为固定两档,分别对应牵引绞车执行收和放指令时的力矩,且收指令时力矩设置值大于放指令时的力矩设置值。

7.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述第二变频器设置成速度伺服控制方式,其实时速度设置值的计算公式为:式中ns为第二减速电机的转速;Ks为第二减速电机减速比;Kc为第一减速电机减速比;dL为缆绳直径;ts为排缆丝杆螺距;nc为第一减速电机转速。

8.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述可编程序控制器的程序为具有记录并掉电保持储缆层数、表层圈数、收放缆绳长度、第二微动开关触发次数、第四微动开关触发次数的功能。

9.根据权利要求1所述的一种电动储缆绞车控制装置的控制方法,其特征在于,所述触摸屏的程序设置有第一减速电机减速比、第二减速电机减速比、缆绳直径、排缆丝杆螺距参数,可对所述第二减速电机实施正、反转点动控制。