CN110240068B - 一种共用旁路的起重机调压控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种共用旁路的起重机调压控制系统及控制方法，控制系统包括PLC控制器、旁路选择开关、起升调压主电路、起升调压旁路、行走调压主电路、行走调压旁路、存储模块，所述起升调压主电路和行走调压主电路结构相同，包含多条调压支路，各调压支路并行连接；所述起升调压旁路和行走调压旁路电路结构相同，包括一个旁路调压控制器和多个断路器，形成一条输入线路和多条输出线路；控制方法包括调压旁路选择、调压旁路工作、调压主电路选择、调压主电路恢复工作四个步骤。本发明中起重机的通一类运行机构只需配备一套独立的备用旁路调压控制器，通过PLC编程控制实现各机构调压工作，节约成本，安全可靠。

Description

一种共用旁路的起重机调压控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及起重机安全控制领域，尤其是涉及了一种共用旁路的起重机调压控制系统及控制方法。

背景技术

现有的起重机应用于各种工业生产领域，随着起重机智能化水平的不断提升，企业对生产效率的要求也越来越高，对起重机设备的无故障运行时间要求相应提高。如果设备一旦出现故障停车，将直接影响到企业的经济效益。因此，起重机常采用调压调速器带旁路的控制电路。此类起重机电路可在主路调压控制器控制失灵时迅速切换到备用旁路进行调压控制，以保证起重机正常运行。

但现在生产中一台起重机往往有多个调压机构，如果起重机每个机构均备用一套调压旁路，不仅造成成本增加、线路复杂，故障率也会随之相应增加。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种共用旁路的起重机调压控制系统及控制方法，起重机起升机构和行走机构分别只配备一套独立的备用旁路调压控制器，通过PLC编程控制实现各机构旁路调压工作，有效的节约了成本，缩小电气元件的占用空间，同时降低人工接线的差错率以及起重机的故障率。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种共用旁路的起重机调压控制系统，包括PLC控制器、旁路选择开关、起升调压主电路、起升调压旁路、行走调压主电路、行走调压旁路、存储模块；所述旁路选择开关与PLC控制器输入端相连，用于将旁路选择信号传送给PLC控制器；所述存储模块与PLC控制器输入端相连，用于将存储的调压控制相关参数传送给PLC控制器；所述起升调压主电路、起升调压旁路、行走调压主电路、行走调压旁路并行连接，其输入端分别与PLC控制器输出端相连，用于接收调压控制信号；所述起升调压主电路、起升调压旁路、行走调压主电路、行走调压旁路各自的输出端与PLC控制器输入端相连，用于将各自回路的工作状态反馈给PLC控制器；

所述起升调压主电路包含n条调压支路，各调压支路并行连接；各调压支路电路结构相同，均包括一个调压控制器和两个断路器QF；各调压支路的连接方式相同，所述调压控制器输入端通过一个断路器QF与PLC控制器的输出端相连，用于接收PLC调压控制信号；所述调压控制器的输出端通过另一个断路器QF与对应的起升机构相连，用于将起升控制信号传送给对应的起升机构；

所述起升调压旁路包括一个旁路调压控制器和n+1个断路器QF；所述旁路调压控制器输入端通过一个断路器QF与PLC控制器的输出端相连，形成一条输入线路，用于接收PLC旁路调压控制信号；所述旁路调压控制器的输出端通过n个断路器QF分别与对应的起升机构相连，形成n条输出线路，用于将旁路起升控制信号传送给对应的起升机构；

在所述起升调压主电路和起升调压旁路中，n为起重机起升机构数量。

优选的，所述行走调压主电路的电路结构与起升调压主电路的电路结构相同，包含m条调压支路，每条调压支路的输出端与对应的行走机构相连，用于将行走控制信号传送给对应的行走机构；所述行走调压旁路的电路结构与起升调压旁路的电路结构相同，包括一个旁路调压控制器和m+1个断路器QF，形成一条输入线路和m条输出线路，每条输出线路的输出端与对应的行走机构相连，用于将旁路行走控制信号传送给对应的行走机构；

在所述行走调压主电路和行走调压旁路中，m为起重机行走机构数量。

优选的，所述PLC控制器的输入端与操作手柄相连，用于接收操作手柄是否位于零位信息。

本发明还提供一种共用旁路的起重机调压控制系统的控制方法，包括四个步骤，

一、调压旁路选择，调压主电路的第i条支路出现故障，旁路选择开关切换到调压旁路；PLC控制器根据第i条支路的反馈信号，控制调压主电路的第i条支路断开；PLC控制器控制调压旁路的输入线路和与i#运行机构相连的调压旁路输出线路接通；

二、调压旁路工作，等待调压旁路工作条件全部满足，PLC控制器读取i#运行机构所需的旁路调压控制参数；PLC控制器控制调压旁路控制器进行i#运行机构调压工作；

三、调压主电路选择，调压主电路故障排除后，旁路选择开关切换到调压主电路；PLC控制器根据调压主电路第i条支路的反馈信号，控制调压主电路的第i条支路接通；PLC控制器控制调压旁路的输入线路和与i#运行机构相连的调压旁路输出线路断开；

四、调压主电路恢复工作，等待恢复调压主电路工作条件全部满足，PLC控制器读取i#运行机构所需的调压控制参数；PLC控制器控制调压主电路的第i条支路调压控制器进行i#运行机构调压工作；

所述i#运行机构为i#起升机构或i#行走机构；i#运行机构为i#起升机构时，调压主电路为起升调压主电路3，调压旁路为起升调压旁路4，1≤i≤n，n为起重机起升机构数量；i#运行机构为i#行走机构时，调压主电路为行走调压主电路5，调压旁路为行走调压旁路6,1≤i≤m，m为起重机行走机构数量。

优选的，所述调压旁路工作条件包括出现故障的调压主路断路器QF是否打开，所选调压旁路断路器QF是否闭合，操作手柄是否恢复零位。

优选的，所述恢复调压主电路工作条件包括所选调压旁路断路器QF是否打开，消除故障的调压主路断路器QF是否闭合，操作手柄是否恢复零位。

优选的，所述方法同样适用于起重机运行机构调压主电路多条支路同时出现故障的情况。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：对于具有多个提升机构和行走机构的起重机装置，对起升机构和行走机构分别只配备一套独立的备用旁路调压控制器，各种外部信号输入PLC控制器，通过内部程序控制，实现各机构旁路调压工作，降低了外部控制逻辑线路的复杂性，缩小电气元件的占用空间，有效的节约了成本，同时降低人工接线的差错率以及起重机的故障率。

本发明，结构简单、性能稳定、可靠性高，能有效提高起重机运行的安全性。

附图说明

图1为本发明调压控制系统结构示意图；

图2为本发明起升调压主电路和起升调压旁路结构示意图；

图3为本发明行走调压主电路和行走调压旁路结构示意图；

图4为本发明调压控制方法流程图。

图中：1、PLC控制器；2、旁路选择开关；3、起升调压主电路；4、起升调压旁路；5、行走调压主电路；6、行走调压旁路；7、存储模块；8、调压控制器；9、旁路调压控制器。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进，本发明并不局限于下面的实施例。

如图1所示，本发明调压控制系统包括控制PLC控制器1、旁路选择开关2、起升调压主电路3、起升调压旁路4、行走调压主电路5、行走调压旁路6、存储模块7。

所述旁路选择开关2与PLC控制器1输入端相连，用于将旁路选择信号传送给PLC控制器1；当旁路选择开关2切换到调压旁路，PLC控制器1接收到信号，准备启用调压旁路，当旁路选择开关2切换到调压主电路，PLC控制器1接收到信号，准备恢复调压主电路。

所述存储模块7与PLC控制器1相连，用于将存储的调压控制相关参数传送给PLC控制器1，以进行对不同类型运行机构的控制，调压控制相关参数在起重机运行前，由工作人员写入存储模块7中。

所述起升调压主电路3、起升调压旁路4、行走调压主电路5、行走调压旁路6并行连接，其输入端分别与PLC控制器1输出端相连，用于接收调压控制信号；正常状态下，起重机使用起升调压主电路3和行走调压主电路5分别实现起升机构和行走机构的调压工作，起升调压旁路4和行走调压旁路6处于断开状态；升调压主电路3或行走调压主电路5出现故障时，切换到起升调压旁路4或行走调压旁路6进行调压工作。

所述起升调压主电路3、起升调压旁路4、行走调压主电路5、行走调压旁路6各自的输出端与PLC控制器1输入端相连，用于将各自电路中断路器QF状态和调压控制器状态反馈给PLC控制器1；PLC控制器1在程序条件做了互锁，将反馈的断路器QF状态作为调压主电路或调压旁路中调压控制器启用的条件之一：即调压主电路调压控制器启用前，PLC控制器1需接收到调压主电路断路器QF闭合和调压旁路断路器QF打开信号；调压旁路调压控制器启用前，PLC控制器1需接收到调压主电路断路器QF打开和调压旁路断路器QF闭合信号；以保证正常调压器跟备用调压器之间的安全切换。

所述PLC控制器1的输入端与操作手柄相连，用于接收手柄是否位于零位信息；当调压主电路调压控制器或调压旁路调压控制器启用前，操作手柄需要保持在零位，防止误操作。

如图2-3所示，本发明所述起升调压主电路3包含n条调压支路，各调压支路并行连接，n条调压支路输出端分别与n个起重机起升机构对应相连，因次，这里n为起重机起升机构数量；各调压支路均包括一个调压控制器8和两个断路器QF；各调压支路的连接方式相同，调压控制器8输入端通过一个断路器QF与PLC控制器1的输出端相连，用于接收PLC调压控制信号；调压控制器8的输出端通过另一个断路器QF与对应的起升机构相连，用于将起升控制信号传送给对应的起升机构。

行走调压主电路5电路结构与起升调压主电路3结构相同，包含m条调压支路，m条调压支路输出端分别与m个起重机行走机构对应相连，用于将行走控制信号传送给对应的行走机构，因此，这里m为起重机行走机构数量。

起升调压旁路4包括一个旁路调压控制器9和n+1个断路器QF；所述旁路调压控制器9输入端通过一个断路器QF与PLC控制器1的输出端相连，形成一条输入线路，用于接收PLC旁路调压控制信号；所述旁路调压控制器9的输出端通过n个断路器QF分别与n个起重机起升机构对应相连，形成n条输出线路，用于将旁路起升控制信号传送给对应的起升机构。

行走调压旁路6电路结构与起升调压旁路4结构相同，包括一个旁路调压控制器9和m+1个断路器QF，形成一条输入线路和m条输出线路，m条输出线路的输出端分别与对应的起重机行走机构相连，用于将旁路行走控制信号传送给对应的行走机构。

图4为本发明调压控制系统的控制方法流程图，分四个步骤进行：

一、调压旁路选择，当起重机运行机构对应调压主电路的第i条支路出现故障，工作人员接到报警后，将旁路选择开关2切换到调压旁路；PLC控制器1根据调压主电路的反馈信号，判断调压主电路第i条支路出现故障；PLC控制器1控制调压主电路的第i条支路的断路器QFi1和QFi2打开，该支路断路；PLC控制器1控制调压旁路中与i#运行机构相连的断路器QFpi闭合，同时调压旁路的断路器QFp闭合，与i#运行机构相连的调压旁路输出线路接通。

二、调压旁路工作，PLC控制器1判断调压旁路是否满足调压旁路工作条件，即PLC控制器1接收到以下反馈信号：调压主路第i条支路断路器QFi1和QFi2打开，调压旁路断路器QFp和QFpi闭合，操作手柄恢复零位；等待调压旁路工作条件全部满足时；PLC控制器1查询存储模块7，读取i#运行机构所需的旁路调压控制参数并将其传送至调压旁路控制器9；调压旁路控制器9通过与i#运行机构相连的调压旁路输出线路向i#运行机构传送旁路控制信号，控制i#运行机构运行。

三、调压主电路选择，调压主电路故障排除后，工作人员将旁路选择开关2切换到调压主电路；PLC控制器1根据调压主电路反馈信号，判断调压主电路第i条支路故障排除；PLC控制器1控制调压旁路中与i#运行机构相连的断路器QFpi打开，同时调压旁路的断路器QFp打开，与i#运行机构相连的调压旁路输出线路断开；PLC控制器1控制调压主电路的第i条支路的断路器QFi1和QFi2闭合，该支路连通。

四、调压旁主电路恢复工作，PLC控制器1判断是否满足恢复调压主电路第i条支路工作条件，即PLC控制器1接收到以下反馈信号：调压主电路路第i条支路断路器QFi1和QFi2闭合，调压旁路断路器QFp和QFpi打开，操作手柄恢复零位；等待恢复调压主电路工作条件全部满足时，PLC控制器1查询存储模块7，读取i#运行机构所需的调压控制参数并将参数传动至调压主电路第i条支路i#调压控制器8；i#调压控制器8向i#运行机构传送控制信号，控制i#运行机构运行。

上述控制方法同时适用于起升机构或行走机构的调压控制；应用于起升机构时，上述方法中所述运行机构为起重机的起升机构，调压主电路为起升调压主电路3，调压旁路为起升调压旁路4，1≤i≤n；应用于行走机构时，方法中所述运行机构为起重机的行走机构，调压主电路为行走调压主电路5，调压旁路为行走调压旁路6，1≤i≤m。

本发明所述控制系统和控制方法同样适用于起升调压主电路3和行走调压主电路5有多条支路同时出现故障的情况；若起升调压主电路3和行走调压主电路5有多条支路同时出现故障，则可以同时接通故障支路对应的多条调压旁路输出路线，因为调压旁路输出路线是并行连接，其在工作上互不干扰，只需通过PLC控制器1控制每条故障支路分别执行上述方法，并通过程序控制调压旁路的工作逻辑，即可完成调压旁路的同时切换和工作。

本发明未详述部分为现有技术。

Claims (7)

1.一种共用旁路的起重机调压控制系统，其特征是：包括PLC控制器（1）、旁路选择开关（2）、起升调压主电路（3）、起升调压旁路（4）、行走调压主电路（5）、行走调压旁路（6）、存储模块（7）；所述旁路选择开关（2）与PLC控制器（1）输入端相连，用于将旁路选择信号传送给PLC控制器（1）；所述存储模块（7）与PLC控制器（1）输入端相连，用于将存储的调压控制相关参数传送给PLC控制器（1）；所述起升调压主电路（3）、起升调压旁路（4）、行走调压主电路（5）、行走调压旁路（6）并行连接，其输入端分别与PLC控制器（1）输出端相连，用于接收调压控制信号；所述起升调压主电路（3）、起升调压旁路（4）、行走调压主电路（5）、行走调压旁路（6）各自的输出端与PLC控制器（1）输入端相连，用于将各自回路的工作状态反馈给PLC控制器（1）；

所述起升调压主电路（3）包含n条调压支路，各调压支路并行连接；各调压支路电路结构相同，均包括一个调压控制器（8）和两个断路器QF；各调压支路的连接方式相同，所述调压控制器（8）输入端通过一个断路器QF与PLC控制器（1）的输出端相连，用于接收PLC调压控制信号；所述调压控制器（8）的输出端通过另一个断路器QF与对应的起升机构相连，用于将起升控制信号传送给对应的起升机构；

所述起升调压旁路（4）包括一个旁路调压控制器（9）和n+1个断路器QF；所述旁路调压控制器（9）输入端通过一个断路器QF与PLC控制器（1）的输出端相连，形成一条输入线路，用于接收PLC旁路调压控制信号；所述旁路调压控制器（9）的输出端通过n个断路器QF分别与对应的起升机构相连，形成n条输出线路，用于将旁路起升控制信号传送给对应的起升机构；

在所述起升调压主电路（3）和起升调压旁路（4）中，n为起重机起升机构数量。

2.如权利要求1所述的一种共用旁路的起重机调压控制系统，其特征是：所述行走调压主电路（5）的电路结构与起升调压主电路（3）的电路结构相同，包含m条调压支路，每条调压支路的输出端与对应的行走机构相连，用于将行走控制信号传送给对应的行走机构；所述行走调压旁路（6）的电路结构与起升调压旁路（4）的电路结构相同，包括一个旁路调压控制器（9）和m+1个断路器QF，形成一条输入线路和m条输出线路，每条输出线路的输出端与对应的行走机构相连，用于将旁路行走控制信号传送给对应的行走机构；

在所述行走调压主电路（5）和行走调压旁路（6）中，m为起重机行走机构数量。

3.如权利要求1所述的一种共用旁路的起重机调压控制系统，其特征是：所述PLC控制器（1）的输入端与操作手柄相连，用于接收操作手柄是否位于零位信息。

4.一种如权利要求1所述的共用旁路的起重机调压控制系统的控制方法，其特征是：包括四个步骤，

一、调压旁路选择，调压主电路的第i条支路出现故障，旁路选择开关（2）切换到调压旁路；PLC控制器（1）根据第i条支路的反馈信号，控制调压主电路的第i条支路断开；PLC控制器（1）控制调压旁路的输入线路和与i#运行机构相连的调压旁路输出线路接通；

二、调压旁路工作，等待调压旁路工作条件全部满足，PLC控制器（1）读取i#运行机构所需的旁路调压控制参数；PLC控制器（1）控制调压旁路控制器（9）进行i#运行机构调压工作；

三、调压主电路选择，调压主电路故障排除后，旁路选择开关（2）切换到调压主电路；PLC控制器（1）根据调压主电路第i条支路的反馈信号，控制调压主电路的第i条支路接通；PLC控制器（1）控制调压旁路的输入线路和与i#运行机构相连的调压旁路输出线路断开；

四、调压主电路恢复工作，等待恢复调压主电路工作条件全部满足，PLC控制器（1）读取i#运行机构所需的调压控制参数；PLC控制器（1）控制调压主电路的第i条支路调压控制器（8）进行i#运行机构调压工作；

所述i#运行机构为i#起升机构或i#行走机构；i#运行机构为i#起升机构时，调压主电路为起升调压主电路（3），调压旁路为起升调压旁路（4），1≤i≤n，n为起重机起升机构数量；i#运行机构为i#行走机构时，调压主电路为行走调压主电路（5），调压旁路为行走调压旁路（6）,1≤i≤m，m为起重机行走机构数量。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征是：所述调压旁路工作条件包括出现故障的调压主路断路器QF是否打开，所选调压旁路断路器QF是否闭合，操作手柄是否恢复零位。

6.如权利要求4所述的控制方法，其特征是：所述恢复调压主电路工作条件包括所选调压旁路断路器QF是否打开，消除故障的调压主路断路器QF是否闭合，操作手柄是否恢复零位。

7.如权利要求4所述的控制方法，其特征是：所述方法同样适用于起重机运行机构调压主电路多条支路同时出现故障的情况。

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