[发明专利]四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及起重机控制领域，更具体地说，涉及一种四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统及方法。

背景技术

四绳抓斗起重机由两台变频器控制，其中一台变频器控制抓斗机构的开斗和闭斗，即开闭机变频器12；另一台变频器控制抓斗机构的提升和下放，即支持机变频器13。两台变频器分别驱动两台电机（即开闭电机14和支持电机15），且每一电机轴上分别安装有增量型编码器16、17，以通过编码器脉冲数反馈电机状态给对应的变频器，从而变频器可根据编码器脉冲信号计算出抓斗当前的开关状态，如图1所示。

在上述四绳抓斗起重机初次使用前，其控制单元11需进行抓斗状态的自学习。通过自学习，控制单元11能够得到抓斗机构的开斗状态和闭斗状态的指标，其中闭斗状态的指标C为抓斗机构处于闭斗状态时开闭电机的编码器脉冲数P1减去支持电机的编码器脉冲数P2，即C=P1-P2。

在抓斗控制中，其主要控制难点在于抓斗机构处于闭斗状态时提升或下放负载。在该过程中，必须维持抓斗机构闭斗的状态不变，即需要始终维持P1-P2=C，否则在提升过程中抓斗机构就会慢慢开斗，斗内的散货就会散落出来，导致生产效率降低甚至生产事故。

目前，普遍的做法都是“实时控制两台变频器速度差”的办法。支持机变频器和开闭机变频器均采用速度控制模式，并实时采集P1-P2的数值：

状态1：P1-P2<C→立即提高支持电机的输出频率，使得P1迅速增加；

状态2：P1-P2>C→立即提高开闭电机的输出频率，使得P2迅速增加；

状态3：经过以上两个状态的调整后，两个变频器的输出频率必定已经不一致，因此在达到P1-P2=C时必须马上调整两个变频器的输出频率，使之保持一致，否则抓斗状态将发生偏位；

状态4：经过状态3的调整之后，P1-P2必定又会不等于C，因为又需要重复状态1开始的调节步骤。

以上调节速度差的方法对于精度要求不高、负载散货颗粒较大的抓斗系统能够勉强使用，但对于要求控制效率高、控制精度高、散货颗粒小的系统就不能满足要求了。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述抓斗系统调节速度差的方案中精度不高、效率较低的问题，提供一种四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统，包括主控单元、用于驱动开闭电机运行的开闭机变频器和用于驱动支持电机运行的支持机变频器，所述主控单元包括速度控制子单元和转矩获取子单元，其中：所述速度控制子单元，用于向所述开闭机变频器输入运行频率指令以使该开闭机变频器执行所述运行频率指令驱动开闭电机运行；所述转矩获取子单元，用于获取所述开闭机变频器的输出转矩并将该开闭机变频器的输出转矩输出到支持机变频器，使支持机变频器根据开闭机变频器的输出转矩驱动支持电机运行。

在本发明所述的四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统中，所述支持机变频器以开闭机变频器的输出转矩的70-90%作为目标转矩驱动支持电机运行。

在本发明所述的四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统中，所述主控单元还包括频率获取子单元，该频率获取子单元用于获取开闭机变频器的输出频率并将开闭机变频器的输出频率发送到支持机变频器；所述支持机变频器控制输出频率小于所述开闭机变频器的输出频率的1.2倍。

在本发明所述的四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统中，所述主控单元为插接到开闭机变频器的功能扩展卡。

本发明还提供一种四绳抓斗起重机闭斗提升控制方法，所述四绳抓斗起重机包括用于驱动开闭电机运行的开闭机变频器和用于驱动支持电机运行的支持机变频器；该方法包括以下步骤：

（a）向所述开闭机变频器输入运行频率指令以使该开闭机变频器执行所述运行频率指令驱动开闭电机运行；

（b）获取所述开闭机变频器的输出转矩，并向所述支持机变频器发送所述开闭机变频器输出转矩使所述支持机变频器根据开闭机变频器的输出转矩驱动支持电机运行。

在本发明所述的四绳抓斗起重机闭斗提升控制方法中，所述步骤（b）包括：所述支持机变频器以开闭机变频器的输出转矩的70-90%作为目标转矩驱动支持电机运行。

在本发明所述的四绳抓斗起重机闭斗提升控制方法中，所述步骤（b）之前包括：获取开闭机变频器的输出频率并将开闭机变频器的输出频率发送到支持机变频器；所述步骤（b）包括：所述支持机变频器控制输出频率小于所述开闭机变频器的输出频率的1.2倍。