專利名稱：塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塔式起重機(jī)控制領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在塔式起重機(jī)中，由于塔機(jī)回轉(zhuǎn)控制的是一個大慣量系統(tǒng)，因此其回轉(zhuǎn)控制一直是塔機(jī)電控系統(tǒng)控制方案的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的塔式起重機(jī)使用普通鼠籠異步電動機(jī)控制回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其重要存在以下幾個難以克服的問題( I)運(yùn)行過程中塔身抖動問題一旦塔身和塔臂端部的受力不均便會導(dǎo)致塔臂扭曲，機(jī)械應(yīng)力傳遞到塔身處便會造成塔身發(fā)生橫向抖動，長時間的橫向抖動會使塔機(jī)產(chǎn)生巨大的機(jī)械疲勞，從而大大減少塔機(jī)的機(jī)械壽命、大大增加了安全隱患。(2)塔臂運(yùn)行延遲導(dǎo)致追勾難問題塔臂高速回轉(zhuǎn)加速或減速過程中吊繩的長度越長則吊鉤的慣性越大，跟隨塔臂運(yùn)行的能力越差，這就導(dǎo)致司機(jī)控制吊鉤越困難。傳統(tǒng)的控制方式只能通過控制塔身側(cè)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)在塔身側(cè)出力，但驅(qū)動力克服塔臂慣性傳遞到塔端需要一定時間，因此司機(jī)就不容易控制吊鉤，導(dǎo)致現(xiàn)場工作效率下降。(3)塔臂停止運(yùn)行后的回擺問題每次運(yùn)行結(jié)束后回轉(zhuǎn)電機(jī)停機(jī)輸出，塔身側(cè)失去動力，但是塔臂端部由于大慣性會產(chǎn)生一個反向作用力，導(dǎo)致塔臂會向當(dāng)次運(yùn)行方向繼續(xù)運(yùn)行一小段時間，這就使得在實際生產(chǎn)過程中回轉(zhuǎn)控制的定位變得非常困難，大大提高了對司機(jī)駕駛能力的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制中存在安全隱患、控制難度大的問題，提供一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括用于回轉(zhuǎn)控制的變頻器及安裝在塔臂上的傳感器；所述變頻器包括參數(shù)存儲單元、運(yùn)行狀態(tài)獲取單元以及輸出補(bǔ)償單元；所述傳感器，用于實時檢測該傳感器所在位置的第一運(yùn)行頻率及第一加速度；所述運(yùn)行參數(shù)獲取單元，用于從所述傳感器獲取所述第一運(yùn)行頻率及第一加速度；所述參數(shù)存儲單元，用于存儲頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)；所述輸出補(bǔ)償單元，用于根據(jù)塔臂的運(yùn)行狀態(tài)及第一運(yùn)行頻率及第一加速度，使用頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)調(diào)整輸出到回轉(zhuǎn)電機(jī)的第二頻率及第二加速度。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中，所述輸出補(bǔ)償單元包括判斷子單元、第一調(diào)整子單元、第二調(diào)整子單元，其中所述判斷子單元用于判斷塔臂是否處于加速狀態(tài)或減速狀態(tài)；第一調(diào)整子單元用于在塔臂處于加速狀態(tài)時使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之和，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之和；第二調(diào)整子單元用于在塔臂處于減速狀態(tài)時使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之差，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之差。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中，所述判斷子單元通過比較所述第一加速度和第二加速度的值判斷塔臂的運(yùn)行狀態(tài)在第一加速度大于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于加速狀態(tài)，在第一加速度小于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于減速狀態(tài)。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中，所述傳感器為陀螺儀并通過數(shù)據(jù)總線連接到變頻器。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中，所述變頻器安裝在塔身側(cè)，所述傳感器安裝在塔臂的端部。本發(fā)明還提供一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，所述塔式起重機(jī)包括用于回轉(zhuǎn)控制的變頻器，該方法包括以下步驟(a)通過安裝在塔臂上的傳感器實時獲取該傳感器所在位置的第一運(yùn)行頻率及第一加速度；(b)所述變頻器從所述傳感器獲取所述第一運(yùn)行頻率及第一加速度；(C)所述變頻器根據(jù)塔臂的運(yùn)行狀態(tài)及第一運(yùn)行頻率及第一加速度，使用頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)調(diào)整輸出到回轉(zhuǎn)電機(jī)的第二頻率及第二加速度。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法中，所述步驟(C)包括(Cl)判斷塔臂的運(yùn)行狀態(tài)，并在塔臂處于加速狀態(tài)執(zhí)行步驟(c2)，在塔臂減速狀態(tài)執(zhí)行步驟(c3)，否則返回步驟(a)；(c2)使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之和，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之和，并返回步驟(a)；(c3)使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之差，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之差，并返回步驟(a)。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法中，所述步驟(Cl)中通過比較所述第一加速度和第二加速度的值判斷塔臂的運(yùn)行狀態(tài)在第一加速度大于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于加速狀態(tài)，在第一加速度小于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于減速狀態(tài)。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法中，所述傳感器為陀螺儀并通過數(shù)據(jù)總線連接到變頻器。在本發(fā)明所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法中，所述變頻器安裝在塔身側(cè)，所述傳感器安裝在塔臂的端部。本發(fā)明的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)及方法，通過傳感器采集塔臂運(yùn)行數(shù)據(jù)，并據(jù)此調(diào)整回轉(zhuǎn)控制的變頻器的輸出，從根源上擺脫了塔式起重機(jī)塔臂大慣量系統(tǒng)對回轉(zhuǎn)控制影響。本發(fā)明既可以解決塔機(jī)回轉(zhuǎn)精確度低、操作控制難的問題，又能大大降低塔機(jī)本身的機(jī)械損傷從而延長塔機(jī)的使用壽命。


圖1是本發(fā)明塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)實施例的示意圖。圖2是圖1中變頻器和傳感器的安裝位置示意圖。圖3是圖1中變頻器和傳感器的電器連接示意圖。
圖4是圖1中輸出補(bǔ)償單元的實施例的示意圖。圖5是本發(fā)明塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法實施例的流程示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明借助塔式起重機(jī)的塔臂安裝的傳感器實現(xiàn)回轉(zhuǎn)精確控制。如圖1-3所示，是本發(fā)明塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)實施例的示意圖。本實施例中的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)包括用于回轉(zhuǎn)控制的變頻器20及安裝在塔臂上的傳感器10。上述傳感器10安裝在塔臂30上，其利用一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指向的方向在不受外力影響時就不會改變的原理能夠測量其安裝位置處塔臂360度范圍內(nèi)的角度變化。在本實施例中，傳感器10可實時檢測其所在位置的第一運(yùn)行頻率Fl及第一加速度al。變頻器20向回轉(zhuǎn)電機(jī)輸出控制頻率以控制回轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，其安裝在塔身40側(cè)，自身能夠檢測到輸出的第二頻率F2以及第二加速度a2，即塔身側(cè)的運(yùn)行頻率和運(yùn)行加速度。該變頻器10具體包括參數(shù)存儲單元22、運(yùn)行狀態(tài)獲取單元23以及輸出補(bǔ)償單元21。上述參數(shù)存儲單元22、運(yùn)行狀態(tài)獲取單元23以及輸出補(bǔ)償單元21可集成到變頻器10并結(jié)合軟件實現(xiàn)。當(dāng)然在實際應(yīng)用中，上述參數(shù)存儲單元22、運(yùn)行狀態(tài)獲取單元23以及輸出補(bǔ)償單元21也可通過獨(dú)立的硬件和軟件實現(xiàn)，并輸出相應(yīng)的信號到變頻器10。特別地，上述塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中的傳感器10可采用陀螺儀，并且該陀螺儀通過數(shù)據(jù)總線(485通信線)連接到變頻器20，如圖3所示。運(yùn)行參數(shù)獲取單元23從傳感器10處獲得該傳感器測得的第一運(yùn)行頻率Fl及第一加速度al。由于塔臂是一個大慣量系統(tǒng)(塔臂越長慣性越大)，因此塔臂和塔身的運(yùn)行頻率和加速度存在如下表的對應(yīng)關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括用于回轉(zhuǎn)控制的變頻器，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括安裝在塔臂上的傳感器；所述變頻器包括參數(shù)存儲單元、運(yùn)行狀態(tài)獲取單元以及輸出補(bǔ)償單元；所述傳感器，用于實時檢測該傳感器所在位置的第一運(yùn)行頻率及第一加速度；所述運(yùn)行參數(shù)獲取單元，用于從所述傳感器獲取所述第一運(yùn)行頻率及第一加速度； 所述參數(shù)存儲單元，用于存儲頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)；所述輸出補(bǔ)償單元，用于根據(jù)塔臂的運(yùn)行狀態(tài)及第一運(yùn)行頻率及第一加速度，使用頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)調(diào)整輸出到回轉(zhuǎn)電機(jī)的第二頻率及第二加速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于所述輸出補(bǔ)償單元包括判斷子單元、第一調(diào)整子單元、第二調(diào)整子單元，其中所述判斷子單元用于判斷塔臂是否處于加速狀態(tài)或減速狀態(tài)；第一調(diào)整子單元用于在塔臂處于加速狀態(tài)時使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之和，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之和；第二調(diào)整子單元用于在塔臂處于減速狀態(tài)時使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之差，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于所述判斷子單元通過比較所述第一加速度和第二加速度的值判斷塔臂的運(yùn)行狀態(tài)在第一加速度大于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于加速狀態(tài)，在第一加速度小于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于減速狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為陀螺儀并通過數(shù)據(jù)總線連接到變頻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器安裝在塔身側(cè)，所述傳感器安裝在塔臂的端部。
6.一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，所述塔式起重機(jī)包括用于回轉(zhuǎn)控制的變頻器，其特征在于包括以下步驟(a)通過安裝在塔臂上的傳感器實時獲取該傳感器所在位置的的第一運(yùn)行頻率及第一加速度；(b)所述變頻器從所述傳感器獲取所述第一運(yùn)行頻率及第一加速度；(c)所述變頻器根據(jù)塔臂的運(yùn)行狀態(tài)及第一運(yùn)行頻率及第一加速度，使用頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)調(diào)整輸出到回轉(zhuǎn)電機(jī)的第二頻率及第二加速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述步驟(c)包括(Cl)判斷塔臂的運(yùn)行狀態(tài)，并在塔臂處于加速狀態(tài)執(zhí)行步驟(c2)，在塔臂減速狀態(tài)執(zhí)行步驟(c3)，否則返回步驟(a);(c2)使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之和，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之和，并返回步驟(a)；(c3)使第二頻率等于第一運(yùn)行頻率和頻率調(diào)整系數(shù)之差，同時使第二加速度等于第一加速度與加速度調(diào)整系數(shù)之差，并返回步驟(a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述步驟(Cl)中通過比較所述第一加速度和第二加速度的值判斷塔臂的運(yùn)行狀態(tài)在第一加速度大于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于加速狀態(tài)，在第一加速度小于第二加速度時確認(rèn)塔臂處于減速狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述傳感器為陀螺儀并通過數(shù)據(jù)總線連接到變頻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法，其特征在于所述變頻器安裝在塔身側(cè)，所述傳感器安裝在塔臂的端部。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括用于回轉(zhuǎn)控制的變頻器以及安裝在塔臂上的傳感器；所述變頻器包括參數(shù)存儲單元、運(yùn)行狀態(tài)獲取單元以及輸出補(bǔ)償單元；所述傳感器，用于實時檢測該傳感器所在位置的第一運(yùn)行頻率及第一加速度；所述運(yùn)行參數(shù)獲取單元，用于從傳感器獲取第一運(yùn)行頻率及第一加速度；所述參數(shù)存儲單元，用于存儲頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)；所述輸出補(bǔ)償單元，用于使用頻率調(diào)整系數(shù)和加速度調(diào)整系數(shù)調(diào)整輸出到回轉(zhuǎn)電機(jī)的第二頻率及第二加速度。本發(fā)明還提供一種塔式起重機(jī)回轉(zhuǎn)控制方法。本發(fā)明通過傳感器采集塔臂運(yùn)行數(shù)據(jù)，并據(jù)此調(diào)整回轉(zhuǎn)控制的變頻器的輸出，從根源上擺脫了塔式起重機(jī)塔臂大慣量系統(tǒng)對回轉(zhuǎn)控制影響。
文檔編號B66C13/16GK103043546SQ20121057659
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者殷杰, 邱志紅 申請人:蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司, 深圳市匯川技術(shù)股份有限公司