群控吊多點定位控制系統的製作方法
2023-07-14 06:09:01
專利名稱：群控吊多點定位控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種群控吊控制系統，特別涉及一種群控吊多點定位控制系統。背景技術：
目前，高鐵行業500m焊軌線在吊裝操作時，往往使多個小吊機的吊鉤同時抓住鋼軌的不同部位，然後，所有小吊機同時工作，將鋼軌吊裝在指定的位置，該吊裝多採用分散控制、多人人工控制等方式，存在問題如下
(1)系統安全可靠性低。(2)為適應起重機的工況，起重機的操作人員經常性的反覆操作，起重機的電器元件和電動機始終處於大電流工作狀態，降低了電器元件和電動機的使用壽命。(3)起重機工作的協調性主要靠操作人員的熟練程度。由於升降、小車兩個主令之間沒有固定的聯繫，在起重機工作時操作人員勞動強度比較大，容易疲勞，易產生誤操作。(4)自動化水平較低，沒有同步控制、負荷分配、數據監視及通訊功能。目前，也有一些用戶採用變頻器控制方案，但只是簡單的採用編碼器閉環及集中控制方式，沒有各自的檢查定位裝置及互相通訊傳遞及控制方式。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術不足，提供一種自動化程度高、吊裝定位準確、可靠性強的群控吊多點定位控制系統。本發明的技術方案一種群控吊多點定位控制系統，含有主控制器和N個小吊機現場控制器，主控制器和小吊機現場控制器均為可編程控制器，主控制器通過FIPIO現場總線與N個小吊機現場控制器通訊，N個小吊機現場控制器分別控制N個小吊機的工作；每個小吊機上含有一個起升電機和一個小車電機，每個小吊機現場控制器分別通過一個起升變頻器和一個小車變頻器控制起升電機和小車電機的工作，小吊機現場控制器與起升變頻器和小車變頻器之間通過CanOpen總線通訊，每個小車變頻器的擴展口上連接有一個伺服控制卡，每個小車電機的自由輪上安裝有一個定位編碼器，定位編碼器的輸出信號進入伺服控制卡中，每個小吊機的小車運行軌道上設有至少一個接近開關，接近開關與伺服控制卡連接，每個小吊機上還設有一個懸掛按鈕盒，懸掛按鈕盒中的按鍵與小吊機現場控制器連接；N為大於等於2的自然數。伺服控制卡負責各小車自動運行時的同步和定位控制，FIPIO現場總線用於控制命令的傳遞和小吊機現場狀態的採集；CanOpen總線負責小吊機的吊鉤運行監控和伺服控制卡的任務傳遞，起升變頻器和小車變頻器的運行由小吊機現場控制器通過端子控制實現。起升變頻器採用閉環電流矢量控制；定位編碼器用來測量小車電機的轉速，定位編碼器將測得的小車電機的轉速傳送給伺服控制卡，伺服控制卡根據該轉速計算出小車在運行軌道上的位置，然後，伺服控制卡根據計算出的小車位置控制小車變頻器的工作，小車變頻器再控制小車電機的運行；接近開關用來監控小車的位置，當小車行走到一個接近開關處時，該接近開關就會動作，該接近開關的信號就會進入伺服控制卡中，伺服控制卡就會測到小車的實際位置，伺服控制卡將計算出的小車的位置與小車的實際位置相比較，如果計算出的小車的位置與小車的實際位置不符，則用小車的實際位置參數代替計算出的小車的位置參數；接近開關可防止由於小車電機上的承重皮帶輪打滑使伺服控制卡檢測到錯誤的小車的位置。自由輪也稱檢測輪或摩擦輪，它是能夠保證無打滑現象的非承重輪。懸掛按鈕盒中的按鍵含有單動按鍵、分組聯動按鍵和急停按鍵。單動按鍵用來使各小吊機獨立運行，小吊機的獨立運行通過小吊機現場控制器控制，不需要主控制器協調；分組聯動按鍵用來使小吊機分組聯動運行，這時，小吊機被分為 M組，除急停按鍵外，各組的第一臺小吊機上的懸掛按鈕盒上的按鍵負責控制本組小吊機的運行，小吊機的分組聯動運行通過小吊機現場控制器控制，本組小吊機之間的同時運行由主控制器協調和監控，M為大於等於2的自然數。各小吊機的整體聯動由主控操作臺控制，除急停按鍵外，各小吊機上的懸掛按鈕盒中的按鍵均被禁止，主控操作臺控制主控制器的運行，主控制器再控制各小吊機現場控制器的運行。各小吊機整體聯動時，系統只保證各吊鉤的同時動作和速度相同，其他功能由操作者在現場觀察員的協助下通過手動操作實現。主控制器與主控操作臺之間相互通訊，主控制器負責從主控操作臺接收指令，確定運行任務的分配、指揮、監控、協調和記錄。主控制器設置在總控室的電控櫃中，主控操作臺中含有觸控螢幕。主控制器還通過RS485總線與各小吊機現場控制器通訊，RS485總線用來傳送重要信號或時效性高的信號，以確保急停、同步等有高重要度或高時效性要求的信號能即時傳遞。小吊機現場控制器通過檢測起升變頻器的輸出力矩來判斷小吊機的吊鉤是否可靠抓住了鋼軌和小吊機的吊鉤是否可靠脫離了鋼軌。小吊機的吊鉤的典型位置有下列幾種
安全位置由起升電機高速軸編碼器確定的固定位置。吊鉤在安全位置以上時可運行小車，在安全位置以下時不允許運行小車。上停止位置由上停止限位確定的固定位置。允許吊鉤以額定速度撞擊上停止限位開關，上停止限位動作後，吊鉤被強制按預置的減速曲線線性降速直至停止。上停止位置同時為吊鉤零點校正位置；吊鉤下降終點位置(鋼軌擺放位置)自動運行或單步定位運行時，由操作員設定的下降終點位置，吊鉤將在該位置進行掛鈎或脫鉤操作。下減速位置由起升電機高速軸編碼器確定的浮動位置，與指定的吊鉤下降終點位置相關。吊鉤以額定速度下降至下減速位置時，自動減速至脫掛鈎速度運行，以減少吊具撞擊鋼軌或鋼軌撞擊託盤時的衝擊。下減速位置與吊鉤下降終點位置的距離為常數，其實際高度為變數。
下停止位置由起升電機高速軸編碼器確定的浮動位置，與吊鉤下降終點位置相關。如果某吊鉤下降到達該位置時仍未發生脫掛鈎動作，則系統報警且全部小吊停車。
吊鉤運行時各種特殊要求的控制方法如下起吊弧形控制鋼軌掛鈎作業完成後，主控制器通過各小吊機現場控制器協調各小吊吊鉤的起升動作時間；以32臺小吊機聯動為例，兩端1#和3 小吊機的吊鉤首先啟動，然後姊和31#小吊的吊鉤啟動，逐步向中間移位，最中間的16#和17#小吊機的吊鉤最後啟動。整個啟動過程延續的時間和提起速度共同決定了鋼軌的弧形狀態。以啟動過程延續時間為5秒，提起速度為1.2米/分計算，鋼軌吊起後中心與兩端的最終距離約100毫米(5X1. 2/60X1000)，每對吊鉤的啟動間隔時間約333毫秒(5X1000/15);該弧形狀態將在整個工藝流程中保持，直到脫鉤作業啟動。
帶載力矩監控起吊弧形控制完成後，即鋼軌全部脫離地面，提起速度達到後，主控制器通過小吊機現場控制器核查各吊鉤的力矩參數。要求各吊鉤的實際力矩在預置的範圍內，太大可能是抓錯了鋼軌，太小可能是未抓住鋼軌。
無載力矩監控鋼軌脫鉤作業完成後，吊鉤空載提起，這時主控制器通過小吊機現場控制器核查各吊鉤的力矩參數。要求各吊鉤的實際力矩不超過預置值。力矩太大可能是脫鉤失敗引起。起升機構的同步運行當吊鉤空載時，全部吊鉤呈直線同步運行(高度保持一致)， 當吊鉤帶載時，全部吊鉤呈弧形同步運行，起升機構的同步通過變頻器閉環控制的速度精度實現，並由主控制器同步故障監控。起升變速主控制器根據設定的鋼軌擺放位置高度計算出下減速位置，並通過小吊機現場控制器實時監控各吊鉤的位置。當吊鉤以額定速度下降到下減速位置時(多吊鉤空載運行時，下減速位置是個區域，判全部吊鉤進入該區域時為到達，視無法全部進入為故障；多吊鉤滿載下降時，以位置最低的中間兩臺小吊的吊鉤到達下減速位置為到達，其他小吊機的吊鉤先到達為故障)，全部吊鉤的速度被切換到脫掛鈎速度。
掛鈎作業吊鉤以掛鈎速度撞擊鋼軌，檢測開關動作，吊具正向旋轉卡住鋼軌，實現掛鈎作業，如果某小吊機在到達下停止位置時仍未完成掛鈎作業，則系統報警，全部小吊的運行被終止。脫鉤作業吊鉤以掛鈎速度撞擊鋼軌，檢測開關動作，吊具反向旋轉鬆開鋼軌，實現脫鉤作業，如果某小吊在到達下停止位置時仍未完成脫鉤作業，則系統報警，全部小吊的運行被終止。吊具狀態監控吊具有「未掛鈎」、「掛鈎中」、「未脫鉤」和「脫鉤中」四種狀態，由吊具上的檢測開關反饋到小吊機現場控制器，並上傳到主控制器。由主控制器判斷各小吊的吊具位置是否合理。比如，在掛鈎作業中，各吊具的合理位置是「未掛鈎」或「已掛鈎」。如果某吊具呈現「未脫鉤」或「已脫鉤」狀態，則說明有故障現象存在，需要終止小吊的運行，
報警檢查。
吊鉤零位校正吊鉤撞擊上停止限位減速停車後，主控制器讀取該停車位置並將其定義為吊鉤的機械零位。吊鉤的電氣零位為機械零位加上「吊鉤零位偏置值」。「吊鉤零位偏置值」通常為零，必要時可在主控操作臺進行標定。各小吊機的小車的同步運行過程為各伺服控制卡根據小車當前位置和運行終點位置計算出所需要運行的實際距離，並根據該實際運行距離計算出本小車每單位時間(如 100毫秒)應該運行的距離。運行開始後，伺服控制卡在每單位時間到達時檢測實際運行距離是否正確，如果不正確，則在下一單位時間的運行中進行修正和補償。如此，伺服控制卡保證了小車運行的步長和步速絕對準確，以此實現全部小車的同步運行。小車的定位精度變頻器輸出頻率為50H時，小車的額定速度為20米/分，或每秒1/3米。如果將輸出頻率降低到定位頻率，假設為2H，則小車運行速度為每秒1/75米，S卩13. 3毫米。這時，控制精度取決於3部分誤差
程序的掃描周期100毫秒的掃描周期對應於定位誤差1.33毫米。由於控制卡的程序掃描周期可控制在5或10毫秒，該誤差基本可以忽略，這裡假設其為0.17毫米；
位置檢測解析度該誤差與定位編碼器的解析度相當。如果定位編碼器的解析度達到 0. 1 - 0. 2毫米，該誤差也可基本忽略。在此，假設其為0. 5毫米；
制動器動作時間的重複性和不一致性每100毫秒的不一致性同樣可造成1.33毫米的誤差。考慮到採用的是電磁製動器，把制動器抱閘時間的重複性和不一致性假設為100 毫秒，即保留1. 33毫米的允許誤差給制動器誤差；
綜合以上分析，系統的小車定位電氣最大誤差的理論值(含制動器抱閘時間)小於2 毫米，這樣就把大部分運行允許誤差留給了機械。小車的精確定位根據定位位置和定位方式，伺服控制卡計算出相應的減速位置、 停止位置和定位位置。到達減速位置後，小車斜坡減速到定位速度，然後以定位速度到達停止位置，發出抱閘命令，並以定位速度經過抱閘動作時間到達定位位置。小車的零位校正
小車撞擊左右停止限位減速停車後，伺服控制卡讀取該停車位置並將其定義為小車的機械零點和終點校正位置。小車的電氣零位為機械零位加上「小車零位偏置值」，小車的電氣終點為機械終點加上「小車終點偏置值」。「小車零位偏置值」和「小車終點偏置值」通常為零，必要時可在控制臺進行標定。 小吊自動運行的設計
起始位置小車任意，吊鉤在上停止位置或安全位置；主控制器將控制要求發給各小吊機的伺服控制卡上；伺服控制卡收到控制信號後，各小車在伺服控制卡的控制下運行到定位位置，各吊鉤額定速度下降到安全位置；在定位位置，各吊鉤繼續額定速度下降，到達下減速位置後減速到掛鈎速度下降，並在到達指定位置後執行掛鈎作業；全部掛鈎動作完成後，等待確認信號。確認信號由主控操作員在主控操作臺上發出。確認信號到達後，各吊鉤以提起速度上升，並執行起吊弧形控制和滿載力矩判斷。有故障時報警停機(故障處理完畢後可恢復自動運行過程)，無故障時各吊鉤加速到額定速度並自動上升到安全位置；全部吊鉤到達安全高度後，各小車在伺服控制卡的控制下模擬全伺服同步運行至定位位置；各吊鉤同步額定速度下放到下減速位置後減速到脫鉤速度下降，並在到達指定位置時執行脫鉤作業；全部脫鉤作業完成後，各吊鉤按額定速度同步上升，並進行空載力矩監控，全部吊鉤上升到安全位置後單循環自動運行完成；等待確認信號。確認信號由主控操作員在主控操作臺上發出，收到確認信號後，如果全部作業尚未完成，則繼續下一個單循環運行；如果全部作業已經完成，則小車自動移動到零點位置，吊鉤自動上升至上停止位置，自動運行完成。本發明的有益效果1、本發明採用主控制器控制各小吊機現場控制器的工作，各小吊機現場控制器控制各小吊機的起升和小車的同步行走，各小車再帶動均勻分布在焊軌線上的各吊鉤同步行走，從而將焊軌線準確地吊裝在指定的位置，整個吊裝過程自動化程度高、定位準確。2、本發明的起升變頻器可進行帶載力矩監控和無載力矩監控，有效保證了吊裝的安全性和可靠性。
3、本發明在小吊機的小車運行軌道上設置至少一個接近開關，採用接近開關來監控小車的實際位置，以對伺服控制卡檢測到的小車位置進行校正，可有效防止由於小車電機上的承重皮帶輪打滑使伺服控制卡檢測到錯誤的小車的位置，並且，該監控小車實際位置的機構的成本低。
圖1為群控吊多點定位控制系統的工作原理框圖。具體實施例方式參見圖1，圖中，群控吊多點定位控制系統含有主控制器和 N個小吊機現場控制器，主控制器和小吊機現場控制器均為可編程控制器，主控制器通過 FIPIO現場總線與N個小吊機現場控制器通訊，N個小吊機現場控制器分別控制N個小吊機的工作；每個小吊機上含有一個起升電機和一個小車電機，每個小吊機現場控制器分別通過一個7. 5KW起升變頻器和一個0. 75KW小車變頻器控制起升電機和小車電機的工作，小吊機現場控制器與起升變頻器和小車變頻器之間通過CanOpen總線通訊，每個小車變頻器的擴展口上連接有一個伺服控制卡，每個小車電機的自由輪上安裝有一個定位編碼器，定位編碼器的輸出信號進入伺服控制卡中，每個小吊機的小車運行軌道上設有至少一個接近開關，接近開關與伺服控制卡連接，每個小吊機上還設有一個懸掛按鈕盒，懸掛按鈕盒中的按鍵與小吊機現場控制器連接，N為32。伺服控制卡負責各小車自動運行時的同步和定位控制，FIPIO現場總線用於控制命令的傳遞和小吊機現場狀態的採集；CanOpen總線負責小吊機的吊鉤運行監控和伺服控制卡的任務傳遞，起升變頻器和小車變頻器的運行由小吊機現場控制器通過端子控制實現。起升變頻器採用閉環電流矢量控制；定位編碼器用來測量小車電機的轉速，定位編碼器將測得的小車電機的轉速傳送給伺服控制卡，伺服控制卡根據該轉速計算出小車在運行軌道上的位置，然後，伺服控制卡根據計算出的小車位置控制小車變頻器的工作，小車變頻器再控制小車電機的運行；接近開關用來監控小車的位置，當小車行走到一個接近開關處時，該接近開關就會動作，該接近開關的信號就會進入伺服控制卡中，伺服控制卡就會測到小車的實際位置，伺服控制卡將計算出的小車的位置與小車的實際位置相比較，如果計算出的小車的位置與小車的實際位置不符，則用小車的實際位置參數代替計算出的小車的位置參數；接近開關可防止由於小車電機上的承重皮帶輪打滑使伺服控制卡檢測到錯誤的小車的位置。自由輪也稱檢測輪或摩擦輪，它是能夠保證無打滑現象的非承重輪。懸掛按鈕盒中的按鍵含有單動按鍵、分組聯動按鍵和急停按鍵。單動按鍵用來使各小吊機獨立運行，小吊機的獨立運行通過小吊機現場控制器控制，不需要主控制器協調；分組聯動按鍵用來使小吊機分組聯動運行，這時，小吊機被分為 M組，除急停按鍵外，各組的第一臺小吊機上的懸掛按鈕盒上的按鍵負責控制本組小吊機的運行，小吊機的分組聯動運行通過小吊機現場控制器控制，本組小吊機之間的同時運行由主控制器協調和監控，M為大於等於2的自然數。各小吊機的整體聯動由主控操作臺控制，除急停按鍵外，各小吊機上的懸掛按鈕盒中的按鍵均被禁止，主控操作臺控制主控制器的運行，主控制器再控制各小吊機現場控制器的運行。
各小吊機整體聯動時，系統只保證各吊鉤的同時動作和速度相同，其他功能由操作者在現場觀察員的協助下通過手動操作實現。主控制器與主控操作臺之間相互通訊，主控制器負責從主控操作臺接收指令，確定運行任務的分配、指揮、監控、協調和記錄。主控制器設置在總控室的電控櫃中，主控操作臺中含有觸控螢幕。主控制器還通過RS485總線與各小吊機現場控制器通訊，RS485總線用來傳送重要信號或時效性高的信號，以確保急停、同步等有高重要度或高時效性要求的信號能即時傳遞。小吊機現場控制器通過檢測起升變頻器的輸出力矩來判斷小吊機的吊鉤是否可靠抓住了鋼軌和小吊機的吊鉤是否可靠脫離了鋼軌。小吊機的吊鉤的典型位置有下列幾種
安全位置由起升電機高速軸編碼器確定的固定位置。吊鉤在安全位置以上時可運行小車，在安全位置以下時不允許運行小車。上停止位置由上停止限位確定的固定位置。允許吊鉤以額定速度撞擊上停止限位開關，上停止限位動作後，吊鉤被強制按預置的減速曲線線性降速直至停止。上停止位置同時為吊鉤零點校正位置；
吊鉤下降終點位置(鋼軌擺放位置)自動運行或單步定位運行時，由操作員設定的下降終點位置，吊鉤將在該位置進行掛鈎或脫鉤操作。下減速位置由起升電機高速軸編碼器確定的浮動位置，與指定的吊鉤下降終點位置相關。吊鉤以額定速度下降至下減速位置時，自動減速至脫掛鈎速度運行，以減少吊具撞擊鋼軌或鋼軌撞擊託盤時的衝擊。下減速位置與吊鉤下降終點位置的距離為常數，其實際高度為變數。
下停止位置由起升電機高速軸編碼器確定的浮動位置，與吊鉤下降終點位置相關。如果某吊鉤下降到達該位置時仍未發生脫掛鈎動作，則系統報警且全部小吊停車。 吊鉤運行時各種特殊要求的控制方法如下
起吊弧形控制鋼軌掛鈎作業完成後，主控制器通過各小吊機現場控制器協調各小吊吊鉤的起升動作時間；以32臺小吊機聯動為例，兩端1#和3 小吊機的吊鉤首先啟動， 然後姊和31#小吊的吊鉤啟動，逐步向中間移位，最中間的16#和17#小吊機的吊鉤最後啟動。整個啟動過程延續的時間和提起速度共同決定了鋼軌的弧形狀態。以啟動過程延續時間為5秒，提起速度為1.2米/分計算，鋼軌吊起後中心與兩端的最終距離約100毫米(5X1. 2/60X1000)，每對吊鉤的啟動間隔時間約333毫秒(5X 1000/15)；該弧形狀態將在整個工藝流程中保持，直到脫鉤作業啟動。
帶載力矩監控起吊弧形控制完成後，即鋼軌全部脫離地面，提起速度達到後，主控制器通過小吊機現場控制器核查各吊鉤的力矩參數。要求各吊鉤的實際力矩在預置的範圍內，太大可能是抓錯了鋼軌，太小可能是未抓住鋼軌。
無載力矩監控鋼軌脫鉤作業完成後，吊鉤空載提起，這時主控制器通過小吊機現場控制器核查各吊鉤的力矩參數。要求各吊鉤的實際力矩不超過預置值。力矩太大可能是脫鉤失敗引起。
起升機構的同步運行當吊鉤空載時，全部吊鉤呈直線同步運行(高度保持一致)， 當吊鉤帶載時，全部吊鉤呈弧形同步運行，起升機構的同步通過變頻器閉環控制的速度精度實現，並由主控制器同步故障監控。起升變速主控制器根據設定的鋼軌擺放位置高度計算出下減速位置，並通過小吊機現場控制器實時監控各吊鉤的位置。當吊鉤以額定速度下降到下減速位置時(多吊鉤空載運行時，下減速位置是個區域，判全部吊鉤進入該區域時為到達，視無法全部進入為故障；多吊鉤滿載下降時，以位置最低的中間兩臺小吊的吊鉤到達下減速位置為到達，其他小吊機的吊鉤先到達為故障)，全部吊鉤的速度被切換到脫掛鈎速度。
掛鈎作業吊鉤以掛鈎速度撞擊鋼軌，檢測開關動作，吊具正向旋轉卡住鋼軌，實現掛鈎作業，如果某小吊機在到達下停止位置時仍未完成掛鈎作業，則系統報警，全部小吊的運行被終止。脫鉤作業吊鉤以掛鈎速度撞擊鋼軌，檢測開關動作，吊具反向旋轉鬆開鋼軌，實現脫鉤作業，如果某小吊在到達下停止位置時仍未完成脫鉤作業，則系統報警，全部小吊的運行被終止。吊具狀態監控吊具有「未掛鈎」、「掛鈎中」、「未脫鉤」和「脫鉤中」四種狀態，由吊具上的檢測開關反饋到小吊機現場控制器，並上傳到主控制器。由主控制器判斷各小吊的吊具位置是否合理。比如，在掛鈎作業中，各吊具的合理位置是「未掛鈎」或「已掛鈎」。如果某吊具呈現「未脫鉤」或「已脫鉤」狀態，則說明有故障現象存在，需要終止小吊的運行， 報警檢查。
吊鉤零位校正
吊鉤撞擊上停止限位減速停車後，主控制器讀取該停車位置並將其定義為吊鉤的機械零位。吊鉤的電氣零位為機械零位加上「吊鉤零位偏置值」。「吊鉤零位偏置值」通常為零， 必要時可在主控操作臺進行標定。各小吊機的小車的同步運行過程為各伺服控制卡根據小車當前位置和運行終點位置計算出所需要運行的實際距離，並根據該實際運行距離計算出本小車每單位時間(如 100毫秒)應該運行的距離。運行開始後，伺服控制卡在每單位時間到達時檢測實際運行距離是否正確，如果不正確，則在下一單位時間的運行中進行修正和補償。如此，伺服控制卡保證了小車運行的步長和步速絕對準確，以此實現全部小車的同步運行。小車的定位精度變頻器輸出頻率為50H時，小車的額定速度為20米/分，或每秒1/3米。如果將輸出頻率降低到定位頻率，假設為2H，則小車運行速度為每秒1/75 米，S卩13. 3毫米。這時，控制精度取決於3部分誤差
程序的掃描周期100毫秒的掃描周期對應於定位誤差1.33毫米。由於控制卡的程序掃描周期可控制在5或10毫秒，該誤差基本可以忽略，這裡假設其為0.17毫米；
位置檢測解析度該誤差與定位編碼器的解析度相當。如果定位編碼器的解析度達到 0. 1 - 0. 2毫米，該誤差也可基本忽略。在此，假設其為0. 5毫米；
制動器動作時間的重複性和不一致性每100毫秒的不一致性同樣可造成1.33毫米的誤差。考慮到採用的是電磁製動器，把制動器抱閘時間的重複性和不一致性假設為100 毫秒，即保留1. 33毫米的允許誤差給制動器誤差；
綜合以上分析，系統的小車定位電氣最大誤差的理論值(含制動器抱閘時間)小於2毫米，這樣就把大部分運行允許誤差留給了機械。小車的精確定位根據定位位置和定位方式，伺服控制卡計算出相應的減速位置、 停止位置和定位位置。到達減速位置後，小車斜坡減速到定位速度，然後以定位速度到達停止位置，發出抱閘命令，並以定位速度經過抱閘動作時間到達定位位置。小車的零位校正
小車撞擊左右停止限位減速停車後，伺服控制卡讀取該停車位置並將其定義為小車的機械零點和終點校正位置。小車的電氣零位為機械零位加上「小車零位偏置值」，小車的電氣終點為機械終點加上「小車終點偏置值」。「小車零位偏置值」和「小車終點偏置值」通常為零，必要時可在控制臺進行標定。 小吊自動運行的設計
起始位置小車任意，吊鉤在上停止位置或安全位置；主控制器將控制要求發給各小吊機的伺服控制卡上；伺服控制卡收到控制信號後，各小車在伺服控制卡的控制下運行到定位位置，各吊鉤額定速度下降到安全位置；在定位位置，各吊鉤繼續額定速度下降，到達下減速位置後減速到掛鈎速度下降，並在到達指定位置後執行掛鈎作業；全部掛鈎動作完成後，等待確認信號。確認信號由主控操作員在主控操作臺上發出。確認信號到達後，各吊鉤以提起速度上升，並執行起吊弧形控制和滿載力矩判斷。有故障時報警停機(故障處理完畢後可恢復自動運行過程)，無故障時各吊鉤加速到額定速度並自動上升到安全位置；全部吊鉤到達安全高度後，各小車在伺服控制卡的控制下模擬全伺服同步運行至定位位置；各吊鉤同步額定速度下放到下減速位置後減速到脫鉤速度下降，並在到達指定位置時執行脫鉤作業；全部脫鉤作業完成後，各吊鉤按額定速度同步上升，並進行空載力矩監控，全部吊鉤上升到安全位置後單循環自動運行完成；等待確認信號。確認信號由主控操作員在主控操作臺上發出，收到確認信號後，如果全部作業尚未完成，則繼續下一個單循環運行；如果全部作業已經完成，則小車自動移動到零點位置，吊鉤自動上升至上停止位置，自動運行完成。
權利要求
1.一種群控吊多點定位控制系統，含有主控制器和N個小吊機現場控制器，其特徵是 主控制器和小吊機現場控制器均為可編程控制器，主控制器通過FIPIO現場總線與N個小吊機現場控制器通訊，N個小吊機現場控制器分別控制N個小吊機的工作；每個小吊機上含有一個起升電機和一個小車電機，每個小吊機現場控制器分別通過一個起升變頻器和一個小車變頻器控制起升電機和小車電機的工作，小吊機現場控制器與起升變頻器和小車變頻器之間通過CanOpen總線通訊，每個小車變頻器的擴展口上連接有一個伺服控制卡，每個小車電機的自由輪上安裝有一個定位編碼器，定位編碼器的輸出信號進入伺服控制卡中， 每個小吊機的小車運行軌道上設有至少一個接近開關，接近開關與伺服控制卡連接，每個小吊機上還設有一個懸掛按鈕盒，懸掛按鈕盒中的按鍵與小吊機現場控制器連接；N為大於等於2的自然數。
2.根據權利要求1所述的群控吊多點定位控制系統，其特徵是所述定位編碼器用來測量小車電機的轉速，定位編碼器將測得的小車電機的轉速傳送給伺服控制卡，伺服控制卡根據該轉速計算出小車在運行軌道上的位置，然後，伺服控制卡根據計算出的小車位置控制小車變頻器的工作，小車變頻器再控制小車電機的運行；接近開關用來監控小車的位置，當小車行走到一個接近開關處時，該接近開關就會動作，該接近開關的信號就會進入伺服控制卡中，伺服控制卡就會測到小車的實際位置，伺服控制卡將計算出的小車的位置與小車的實際位置相比較，如果計算出的小車的位置與小車的實際位置不符，則用小車的實際位置參數代替計算出的小車的位置參數。
3.根據權利要求1所述的群控吊多點定位控制系統，其特徵是所述懸掛按鈕盒中的按鍵含有單動按鍵、分組聯動按鍵和急停按鍵。
4.根據權利要求1所述的群控吊多點定位控制系統，其特徵是所述主控制器與主控操作臺之間相互通訊，主控制器負責從主控操作臺接收指令，確定運行任務的分配、指揮、 監控、協調和記錄。
5.根據權利要求4所述的群控吊多點定位控制系統，其特徵是所述主控制器設置在總控室的電控櫃中，主控操作臺中含有觸控螢幕。
6.根據權利要求1所述的群控吊多點定位控制系統，其特徵是所述主控制器還通過 RS485總線與各小吊機現場控制器通訊，RS485總線用來傳送重要信號或時效性高的信號。
7.根據權利要求1所述的群控吊多點定位控制系統，其特徵是所述小吊機現場控制器通過檢測起升變頻器的輸出力矩來判斷小吊機的吊鉤是否可靠抓住了鋼軌和小吊機的吊鉤是否可靠脫離了鋼軌。
全文摘要
本發明涉及一種群控吊多點定位控制系統；群控吊多點定位控制系統含有主控制器和N個小吊機現場控制器，N個小吊機現場控制器分別控制N個小吊機的工作；每個小吊機上含有一個起升電機和一個小車電機，每個小吊機現場控制器分別通過起升變頻器和小車變頻器控制起升電機和小車電機的工作，每個小車變頻器的擴展口上連接有一個伺服控制卡，每個小車電機的自由輪上安裝有一個定位編碼器，定位編碼器的輸出信號進入伺服控制卡中，每個小吊機的小車運行軌道上設有至少一個接近開關，接近開關與伺服控制卡連接；本發明提供了一種自動化程度高、吊裝定位準確、可靠性強的群控吊多點定位控制系統。
文檔編號B66C13/22GK102491180SQ20111038063
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者杜少雄, 段世良, 趙晶, 趙玉順, 邱利偉, 黃文濤 申請人:河南華東工控技術有限公司