起重機多速度模式控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種起重機多速度模式控制系統(tǒng)，其特征在于，包括運行機構指令單元，內置有多組電機參數(shù)的變頻器，以及速度模式切換單元，所述的運行機構指令單元的輸出端包括電機正轉指令輸出端、電機反轉指令輸出端、快速指令輸出端以及模式切換指令輸出端，所述的速度模式切換單元包括四個一一與所述的運行機構指令單元的輸出端對應的繼電器，所述的繼電器的常閉觸點或常開觸點串接在變頻器的對應的多功能輸入端子上以實現(xiàn)預定動作的輸出和各模式間電機參數(shù)切換，所述的變頻器的電機控制輸出直接接入工作電機。本實用新型利用變頻器的多組電機參數(shù)預設功能，突破性地把多個電機參數(shù)分別對應多個電機改變?yōu)槎鄠€電機參數(shù)對應同一電機中。
【專利說明】
起重機多速度模式控制系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本實用新型涉及起重機控制技術領域，特別是涉及一種起重機多速度模式控制系 統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 目前起重機行業(yè)內，隨著變頻器及可編程控制器的大量應用，起重機的運行一般 都采取了變頻器控制，操作端，即手電門或遙控器通常使用的是雙速按鈕，即一個按鈕有兩 檔，輕按下去，第一檔接通。完全按下去第一檔和第二檔全部接通。所以在行業(yè)內通常設置 為雙速控制模式，一檔低速，一檔高速、或無極變速模式。因使用簡單及操作習慣，雙速控制 模式更為使得操作者青睞。
[0003] 然而雙速控制模式下，為了提高生產效率，高速時通常設定為滿頻運行，運行速度 較快，一般作為快速移載物品使用。低速時通常設定為低頻運行，運行速度很慢，作為精確 定位使用?？紤]到高速時運行的速度較快，一般變頻器設定的加減速時間較長。如一對額定 100HZ變頻大車電機。通常高速設為100HZ的運行頻率、低速設置為20HZ，達到高低速5:1的 定速操作。而100HZ的情況下通常對應32M/min的實際速度。在這個速度下帶有負載的起重 機啟動和停止時的慣性較大，為了安全平緩的起停，變頻器都需要設置加減速時間，起重機 噸位的不同，一般設置為3~10秒。
[0004] 雙速模式下，首先是頻率預設好兩個速度之后，速度便相對固定下來，如果需要調 整，則涉及專業(yè)人員的高空作業(yè)。然而預設的兩個速度遠遠不能勝任很多場合更加高效的 需求。
[0005] 其次，加減速時間也需要預設，也是相對固定，加減速時間預設過長，低速時使得 起重機啟動反應慢，停止時位移又十分滯后，影響工作效率;預設時間過短，則高速時起重 機運行沖擊大，容易造成變頻器過載報警，造成安全隱患，導致安全生產與高效生產難以兼 得。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術中存在的技術缺陷，而提供一種起重機多速度 模式控制系統(tǒng)。
[0007] 為實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術方案是：
[0008] -種起重機多速度模式控制方法，通過速度模式切換單元切換變頻器的電機參數(shù) 并直接輸出給工作電機以實現(xiàn)多速度模式控制，其中，所述的工作電機為一個大車電機或 小車電機。
[0009] 所述的變頻機預制有多組電機參數(shù)，包括快速模式電機參數(shù)和定位模式電機參 數(shù)，快速模式電機參數(shù)和定位模式電機參數(shù)具有不同的高速頻率、低速頻率和加減速時間 以實現(xiàn)控制的細分。
[0010]包括運行機構指令單元，內置有多組電機參數(shù)的變頻器，以及速度模式切換單元， 所述的運行機構指令單元的輸出端包括電機正轉指令輸出端、電機反轉指令輸出端、快速 指令輸出端以及模式切換指令輸出端，所述的速度模式切換單元包括四個一一與所述的運 行機構指令單元的輸出端對應的繼電器，所述的繼電器的常閉觸點或常開觸點串接在變頻 器的對應的多功能輸入端子上以實現(xiàn)預定動作的輸出和各模式間電機參數(shù)切換，所述的變 頻器的電機控制輸出直接接入工作電機。
[0011] 所述的工作電機為大車電機或小車電機，所述的電機參數(shù)包括快速模式電機參數(shù) 和定位模式電機參數(shù)。
[0012] 所述的變頻器的控制公共端分別經電機正轉指令輸出端對應的第一繼電器的一 對常開觸點接入電機正轉端子，經與電機反轉指令輸出端對應的第二繼電器的一對常開觸 點接入電機反轉端子、經快速指令輸出端的第三繼電器一對常開觸點接入快速端子，經模 式切換指令輸出端對應的第四繼電器的一對常開觸點接入模式切換端子，同時，所述的電 機正轉端子、電機反轉端子和快速端子分別經第四繼電器的一對常開觸點接入變頻器的精 確模式設定頻率對應的功能端子。
[0013] 所述的前進指令輸出端上串接有第二繼電器的一對常閉觸點和第一繼電器的線 圈，所述的后退指令的輸出端上串接有第一繼電器的一對常閉觸點以及第二繼電器的線圈 以形成互鎖機構。
[0014] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：
[0015] 本實用新型利用變頻器的多組電機參數(shù)預設功能，突破性地把多個電機參數(shù)分別 對應多個電機改變?yōu)槎鄠€電機參數(shù)對應同一電機中，而且將其引入到起重機的控制中，在 廣泛使用的雙速控制模式突破為四速、六速甚至更多模式，每種模式下的電機參數(shù)，對包括 頻率和加減速時間進一步細分，有效提高了起重機工作的適應性，使其在多個設定模式下 簡單切換，因為各模式都針對同一工作電機，能實現(xiàn)實時模式切換，切換無弛豫和時間局 限，可在一個動作過程中實現(xiàn)模式的多次切換，滿足多種工況需求，實現(xiàn)快速移動和精確定 位的統(tǒng)一，加強核心競爭力，推動行業(yè)更加智能化人性化的發(fā)展。
【附圖說明】
[0016] 圖1所示為本實用新型的起重機多速度模式控制系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。應當理解，此處所 描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018] 本實用新型的起重機多速度模式控制方法是通過速度模式切換單元切換變頻器 的電機參數(shù)實現(xiàn)對同一個工作電機提供不同的電機參數(shù)以實現(xiàn)多速度模式控制，其中，所 述的工作電機為大車電機或小車電機。
[0019] 具體來說，所述的變頻器預制有兩組電機參數(shù)，如安川A1000,匯川CS700等型號的 變頻器均具有可預設兩組電機參數(shù)，包括快速模式電機參數(shù)和定位模式電機參數(shù)，快速模 式電機參數(shù)和定位模式電機參數(shù)具有不同的高速頻率、低速頻率和加減速時間以實現(xiàn)控制 的細分。有的還支持三個電機的切換，即內部預設三組不同的電機參數(shù)。在此僅以兩個為例 進行示范性說明，同理可以推廣，在此不服贅述。
[0020] 本實用新型利用變頻器的多組電機參數(shù)預設功能，突破性地把多個電機參數(shù)分別 對應多個電機改變?yōu)槎鄠€電機參數(shù)對應同一電機中，而且將其引入到起重機的控制中，在 廣泛使用的雙速控制模式突破為四速、六速甚至更多模式，每種模式下電機參數(shù)，包括頻率 和加減速時間進一步細分，有效提高了起重機工作的適應性，使其在多個設定模式下簡單 切換，滿足多種工況需求，實現(xiàn)快速移動和精確定位的統(tǒng)一。
[0021] 如圖1所示，一種起重機多速度模式控制系統(tǒng)包括運行機構指令單元U1，內置有多 組電機參數(shù)的變頻器U3,以及速度模式切換單元U2,所述的運行機構指令單元包括電機正 轉指令輸出端U1-1、電機反轉指令輸出端U1-2、快速指令輸出端U1-3以及模式切換指令輸 出端U1-4,所述的速度模式切換單元包括四個一一與所述的運行機構指令單元的輸出端對 應的繼電器K1、K2、K3、K4，所述的繼電器的常閉觸點或常開觸點串接在變頻器的對應的多 功能輸入端子上以實現(xiàn)各模式下電機參數(shù)切換并將所述的變頻器的電機參數(shù)直接輸出給 一個工作電機。其中，所述的工作電機為大車電機或小車電機。即，既可將本實用新型應用 于大車的移動速度控制，也可用于小車起吊速度的控制，這樣針對不同的工況，如懸吊物的 不同自由切換。
[0022] 需要指出的是，在具體實現(xiàn)時，通過繼電器以及對應的觸點的變化滿足選擇的變 頻器即可，即參考變頻器多功能輸入端子預設的功能與信號狀態(tài)表進行設定即可。
[0023] 表1所示為某型號變頻器的變頻器多功能輸入端子預設的功能與信號狀態(tài)表：
[0024] 表 1
[0025]
[0026] 其中，1號端子功能為電機正轉；2號端子功能為與大車后退對應的電機反轉；3號 端子功能為多段速1; 4號端子功能為多段速2,5號端子功能為多段速3; 6號端子功能為多段 速4;7號功能為定位模式使能，8號端子為控制公共端。以起重機大車機構變頻控制為例，并 假定大車電機額定運行頻率為100HZ，并設定快速模式電機參數(shù)中加速時間為2.5s;減速時 間為3S;以及對應的各個電機額定參數(shù);設定定位模式電機參數(shù)中加速時間為1.5S，減速時 間為1S，定位模式的其他額定參數(shù)要和預設參數(shù)一致。設定多段速組合1為20HZ;多段速組 合2為100HZ;多段速組合3為10HZ，多段速組合4為10HZ，多段速組合5為50HZ，通過各端子與 上表中對應的輸入組合實現(xiàn)對應多段速組合的啟用。
[0027]具體來說，所述的變頻器的控制公共端U3-8分別經電機正轉指令輸出端對應的第 一繼電器的一對常開觸點K1-2接入電機正轉端子U3-1，經與電機反轉指令輸出端對應的第 二繼電器的一對常開觸點K2-2接入電機反轉端子U3-2、經快速指令輸出端的第三繼電器一 對常開觸點K3-1接入快速端子U3-3,經模式切換指令輸出端對應的第四繼電器的一對常開 觸點K4-4接入模式切換端子U3-7，同時，所述的電機正轉端子U3-1、電機反轉端子U3-2和快 速端子U3-3分別經第四繼電器的一對常開觸點K4-UK4-2和K4-3接入變頻器的功能端子 U3-4、U3-5和U3-6。該變頻器與兩個電機參數(shù)對應的輸出直接連接至一工作電機，無需常規(guī) 針對兩個工作電機所做的切換電路。所述的運行機構指令單元為大車運行機構和/或者小 車的卷揚機構的指令輸出單元。即，該工作電機可為大車行走電機或者小車的卷揚電機。
[0028] 同時，所述的電機正轉指令輸出端上串接有第二繼電器的一對常閉觸點K2-1和第 一繼電器的線圈，所述的電機反轉指令的輸出端上串接有第一繼電器的一對常閉觸點K1-1 以及第二繼電器的線圈以形成互鎖機構。
[0029] 其中，上述是以大車運行為例進行示范性說明，本實用新型的技術方案可同樣在 小車的卷揚機構的指令輸出單元得以實現(xiàn)，以實現(xiàn)起吊和下方的精細和效率的統(tǒng)一。
[0030] 具體來說，所述的運行指令單元U1指的是起重機控制手柄或通過PLC處理后的大 車運行指令信號輸出單元，四個輸出端分別對應輸出大車前進、大車后退、大車快速和速度 模式切換指令。如果是手柄控制，需理解為運行指令按鈕為一個雙檔的按鈕開關，輕按時第 一檔接通，重按下去第二檔接通，如大車前進按鈕，輕按下去一個檔位接通對用的是大車前 進指令，重按下去兩個檔位都接通，對應的大車前進與大車快速指令。而速度切換可理解為 一個手柄上的切換按鈕。
[0031] 具體系統(tǒng)控制詳解如下：
[0032] 1.正常情況下，系統(tǒng)默認的為快速模式:指令單元U1-4端口無電壓輸出；
[0033] 繼電器K4無動作，1(4-1、1(4-2、1(4-3、1(4-4觸點都為斷開狀態(tài)。1]3多功能輸入端子 1]3-4、1]3-5、1]3-6、1]3-7都無電壓輸入，狀態(tài)為0。
[0034]快速模式下，變頻器運行參數(shù)都按正常的控制模式的快速模式運行。此時加速時 間為2.5S，減速時間為3.5S。
[0035] A.當操作人員按下大車前進按鈕，指令單元U1-1發(fā)出電信號，繼電器K1吸合。此時 K1-2閉合，控制變頻器公共端與U3-1號多功能接線端接通，電機正轉，并按多段速組合1預 設的20HZ頻率運行。起重機大車慢速前進。并按快速模式下的加減速時間，進行加速或停 止。
[0036] B.當操作人員按下大車后退按鈕，原理如上，不再累贅。
[0037] C.當操作人員按下大車快速時（以大車前進快速為例）：指令單元Ul-l、Ul-3發(fā)出 指令，第一繼電器和第三繼電器的線圈得電。繼電器觸點K1-2、K3-1閉合，此時U3-UU3-3多 功能輸入端口得電，電機正轉并按多段速組合2預設的100HZ頻率運行。起重機大車快速前 進。并按快速模式下的加減速時間，進行加速或停止。
[0038] 2.系統(tǒng)切換，當操作人員需要更加精確的定位和低速吊載場合。通過操作手柄上 的運行切換開關，切換至定位模式:此時U1-4發(fā)出指令信號，繼電器K4線圈吸合，1(4-1、1(4-2、K4-3、K4-4觸點都為閉合狀態(tài)
[0039] 定位模式下，變頻器運行參數(shù)都按定位模式下電機參數(shù)運行，此時加速時間為 1.53，減速時間為13。
[0040] A.當操作人員按下大車前進按鈕，指令單元U1-1，發(fā)出電信號，繼電器K1吸合。此 時K1-2閉合，控制變頻器公共端與U3-UU3-4號多功能接線端接通，電機正轉，并按多段速 組合3預設的10HZ頻率運行。起重機大車慢速前進。并按模式一下的加減速時間，進行加速 或停止。
[0041] B，當操作人員按下大車后退按鈕，電機反轉，并按多段速組合4預設的10HZ頻率運 行。
[0042] C.當操作人員按下大車前進快速按鈕，控制變頻器公共端與U3-l、U3-3、U3-4號多 功能接線端接通，電機正轉，并按多段速組合5預設的50HZ頻率運行。
[0043] D.當操作人員按下大車后退快速按鈕，控制變頻器公共端與U3-2、U3-3、U3-5號多 功能接線端接通，電機反轉，并按多段速組合6預設的50HZ頻率運行。
[0044] 在此不再贅述。
[0045] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：
[0046] 在起重機各機構驅動變頻器上，利用變頻器多段速組合及第二電機參數(shù)以及指令 切換系統(tǒng)。
[0047] 1.起重機運行從雙速控制，變?yōu)閮煞N模式下的四速控制。起重機更加適應不同的 操作人員和工位要求。
[0048] 2.起重機運行從一個加減速時間，變?yōu)橐环N模式下對應一種加速時間，使得起重 機更加人性化，操控性增強。
[0049] 3.省去了人工高空作業(yè)，上起重機上調節(jié)變頻器，提高了起重機整機的使用壽命。
[0050] 4.功能增加，成本小。
[0051] 5.增強起重機整體的使用性能，推動行業(yè)智能化，人性化的發(fā)展。
[0052] 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，對于本技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改 進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種起重機多速度模式控制系統(tǒng)，其特征在于，包括運行機構指令單元，內置有多組 電機參數(shù)的變頻器，以及速度模式切換單元，所述的運行機構指令單元的輸出端包括電機 正轉指令輸出端、電機反轉指令輸出端、快速指令輸出端以及模式切換指令輸出端，所述的 速度模式切換單元包括四個一一與所述的運行機構指令單元的輸出端對應的繼電器，所述 的繼電器的常閉觸點或常開觸點串接在變頻器的對應的多功能輸入端子上以實現(xiàn)預定動 作的輸出和各模式間電機參數(shù)切換，所述的變頻器的電機控制輸出直接接入工作電機。2. 如權利要求1所述的起重機多速度模式控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的工作電機為大 車電機或小車電機，所述的電機參數(shù)包括快速模式電機參數(shù)和定位模式電機參數(shù)。3. 如權利要求2所述的起重機多速度模式控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的變頻器的控制 公共端分別經電機正轉指令輸出端對應的第一繼電器的一對常開觸點接入電機正轉端子， 經與電機反轉指令輸出端對應的第二繼電器的一對常開觸點接入電機反轉端子、經快速指 令輸出端的第三繼電器一對常開觸點接入快速端子，經模式切換指令輸出端對應的第四繼 電器的一對常開觸點接入模式切換端子，同時，所述的電機正轉端子、電機反轉端子和快速 端子分別經第四繼電器的一對常開觸點接入變頻器的精確模式設定頻率對應的功能端子。4. 如權利要求3所述的起重機多速度模式控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的電機正轉指令 輸出端上串接有第二繼電器的一對常閉觸點和第一繼電器的線圈，所述的電機反轉指令輸 出端上串接有第一繼電器的一對常閉觸點以及第二繼電器的線圈以形成互鎖機構。
【文檔編號】B66C13/22GK205419555SQ201520988345
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月2日
【發(fā)明人】王文芳, 鄧首, 高偉, 韓國清, 汪強
【申請人】天津德仕達起重輸送設備有限公司