[发明专利]四绳抓斗全自动运行监控系统及其同步控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及抓斗起重机领域，特别涉及抓斗起重机中的四绳抓斗全自动运行监控系统及其同步控制方法。

背景技术

在散货港口中，四绳抓斗起重机作为主要设备，负责对各类散货的装车、卸车、转堆、加料等作业，作业过程的主要环节是四绳抓斗的升降与沉抓。在以往的四绳抓斗起重机中，通过人工操作进行抓斗的下降与沉抓。故在下降时易造成抓斗与料堆发生碰撞，导致闭合钢丝绳跳出滑轮组。且在沉抓过程中，由于人工操作的局限性，导致起升和开闭机构不能协调配合，促使开闭电机经常单独受力，抓斗失去平衡，严重影响抓取效率和设备安全。

随着工业水平和自动控制技术的发展，起重机对控制系统的运行准确性要求越来越高。中国专利CN 2440793Y，公开日2001年8月1日，公开了一种四绳抓斗自动控制装置。该装置通过旋转盘和接近开关作为信号源，采用接触器实现对升降、开闭机构的控制。但因接触器控制的故障率较高，故其无法满足起重机日益严格的性能要求。中国专利CN 10371270A，公开日2014年5月7日，公开了一种四绳抓斗起重机闭斗提升控制系统及方法。该控制系统及方法通过起升变频器对开闭变频器的跟随实现抓斗的闭斗提升。但因控制系统只能实现对起升和开闭电机的控制，且主从控制具有延迟性，故无法满足起重机的全自动运行要求，更无法满足现代起重机对整机运行状态的实时监视与控制要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种四绳抓斗全自动运行监控系统，能够在四绳抓斗作业过程中完成对抓斗运行状态的实时监控。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种四绳抓斗全自动运行监控系统，其特征在于：包括上位机、监控单元、控制单元、传感检测单元、传动单元和执行单元。上位机通过工业以太网与监控单元和控制单元连接，监控单元通过RS-485接口与控制单元连接，控制单元通过Profibus总线与传感检测单元和传动单元连接，执行单元通过电缆与传感检测单元和传动单元连接。

按上述方案，所述的上位机用于控制单元和监控单元状态的显示和数据保存；采用工业控制计算机，安装在运程办公区域中，用以接收来自控制单元和监控单元的信号，进而实现四绳抓斗运行状态的显示与保存。

按上述方案，所述的控制单元用于四绳抓斗自动运行的控制方法的实现；采用可编程控制器(PLC)，用以向上位机传送控制信号和接收来自监控单元的控制命令，同时作为自动监控系统的信号源，向监控单元提供控制信号；接收来自传感检测单元和传动单元的信号，同时向传感检测单元和传动单元传送控制指令；控制单元可实现四绳抓斗运行状态的控制。

按上述方案，所述的监控单元用于四绳抓斗运行状态的监视。采用触摸屏，用以向上位机传送监控信号和接收来自控制单元的控制信号，同时向控制单元传送控制命令。监控单元可实现对控制单元、传感检测单元、传动单元和执行单元的运行信息的监视，同时可以通过控制单元，利用内置在监控单元中的监控程序实现对上述各单元的控制。

按上述方案，所述的传感检测单元用于四绳抓斗运行现场的信号检测；传感检测单元包括三维扫描仪、编码器、称重传感器，用以接收来自控制单元的控制命令，同时向控制单元传送检测信号；用以检测执行单元的运行状态信号，同时向执行单元传送控制信号。称重传感器安装在抓斗上，用以抓斗与物料接触程度的检测，并保存抓斗的抓取量。同时在抓斗上安装有限位开关，用以抓斗打开和闭合状态的监视。三维扫描仪安装在物料平台，扫描物料高度。编码器安装在执行单元上，用以对钢丝绳下放长度的实时检测。

按上述方案，所述的传动单元用于控制执行机构的动作；采用变频器，用以接收来自控制单元的控制命令，同时向控制单元传送传动信号；用以检测执行单元的运行状态信号，同时向执行单元传送控制信号。传动单元接收来自可编程控制器的控制命令调节变频器输出，进而调节执行结构动作。

按上述方案，所述的执行单元采用交流电机，分别在起升机构和开闭机构安装起升电机和开闭电机，用以接收传送单元的控制信号，同时向传送单元和传感检测单元传送执行单元运行状态信号。执行单元接收来自传动单元的命令实时调节电机转速。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述的四绳抓斗全自动运行监控系统的同步控制方法，能够实现四绳抓斗的全自动运行控制。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：包括全自动控制方法和自动沉抓方法。不仅可以根据相应控制实现四绳抓斗的全自动运行，而且根据控制方法实现四绳抓斗的同步沉抓作业。