[发明专利]一种起重机的同步控制系统

说明书

本申请实施例提供一种起重机的同步控制系统，利用可编程逻辑控制器根据所述载荷仪获得每个卷扬机吊起物体的重量和根据每个卷扬机对应的变频器的频率计算每个卷扬机的钢丝绳的扭矩值，并将每个卷扬机的钢丝绳的扭矩值和/或吊起物体的高度分别与一个设定的基准卷扬机运行的扭矩值和/或吊起物体的高度进行比较，根据比较结果调节各个卷扬机对应的变频器的工作频率以控制除所述基准卷扬机之外的各个卷扬机运行的速率，使所述各个卷扬机的高度处于同一平行线。所述起重机的同步控制系统通过比较的误差值来进行PID控制调节除基点卷扬机除外的各个卷扬机的变频器的输出，从而实现多个卷扬机起重时的同步运行。

技术领域

本申请实施例涉及起重机械领域，尤其涉及一种起重机的同步控制系统。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械，又称天车，航吊，吊车。

在建桥工程中所用的起重机械，根据其构造和性能的不同，一般可分为轻小型起重设备、桥式类型起重机械、臂架类型起重机和缆索式起重机四大类。轻小型起重设备如：千斤顶、气动葫芦、电动葫芦、平衡葫芦(又名平衡吊)、卷扬机等。桥架类型起重机械如梁式起重机等。臂架类型起重机如固定式回转起重机、塔式起重机、汽车起重机、轮胎起重机、履带起重机等。缆索式起重机如升降机等。

随着社会高速的发展，现如今港口、高铁等行业对起重设备需求越来越迫切，对其精度的要求也越来越准确。随着对起重货物和起升高度的要求，大型起重设备的市场日益增长，而配置单个液压卷扬机的起重设备，由于其单绳拉力及扭矩值无法满足吊装大型物体的需要，因此大型起重设备配备两个或多个液压卷扬机。

卷扬机构的性能是衡量大型起重设备性能的最重要的指标之一，然而多个卷扬机同时工作时，因机械结构、电气和液压系统的影响很难达到起升高度和力矩的同步，从而造成起升货物出现偏斜、卷扬钢丝绳受力不均，这样会对起升作业的安全系数造成极大的影响，也很难体现出多个卷扬机系统的起升优势。

因此，两个或多个液压卷扬机系统需要一种同步提升控制系统来控制、协调各个液压卷扬机，使其能够同步、稳定的运行，从而提高吊装效率和作业安全系数。

闭环控制系统基于反馈原理建立，即通过输出量与基点之间进行比较，根据系统的控制来消除比较的偏差，从而达到输出与基点之间的同步。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。闭环控制系统是控制系统的一种类型，其具有抗干扰、误差小和高精度等特点。

如图1所示，为现有技术的一种典型闭环控制系统，采用PID控制的方法，所述PID控制包含比例(proportion)、积分(integral)、微分(differential)三部分，PID控制器就是根据系统的偏差利用比例、积分、微分计算出控制量，PID控制器输出和输入(偏差)之间的关系，时域中可用如下公式(1)表示：

式中e表示控制器的输入(偏差)，u(t)是控制器的输出，u₀是控制量的初始值，K为比例系数，T_i为积分时间，T_d为微分时间。

上述描述的现有技术，是基于多圈绝对值编码器采集卷扬的反馈信号，将信号传入控制器，通过控制器内部程序中PID算法的运算后，对控制卷扬马达阀的电流值进行调节，从而使卷扬达到同步。

但是，上述现有技术的缺点受到局限性太强，对电气元件以及液压元件的精度要求过高，干扰性过大，不适用于复杂非线性系统。

发明内容