制器同步停止伺服电机。如果此时软件发生了错误，实施二次保护机制一一堵转保护8，如果超出最大拖曳力后电流继续增大，到达堵转控制极限时，变频电机驱动控制器启动堵转保护8，立刻停止变频电机，伺服电机驱动控制器将同步停止伺服电机。
[0032]防止碰撞换向失败5:卷筒的速度控制具有优良人素工程的操作手柄，向前推操作手柄收缆速度逐渐增大到最大，向后搬操作手柄放缆速度逐渐增大到最大，释放手柄回到中间常态位置卷筒速度为零。正常情况下，卷筒速度可以通过手柄随时调整，但是当每一层缆阵回收即将结束或释放结束时，操作者仍然以最大速度收缆或者放缆而不能及时降低卷筒速度，可能造成缆阵缠绕不均匀、崩断缆阵、缆阵溢出、换向失败等问题。为了防止人为造成的误操作，本发明设计了三重保护措施:第一重是发出短鸣警报17，告知操作者缆阵收放到达换向处。第二重是软件强制定速16保护，在每一层缆阵回收的第一圈和最后一圈以及每一层释放的第一圈和最后一圈，就是每层缆阵的换向处，本发明设计了软件强制定速16控制，当每一层缆阵到达卷筒两个边界区域时软件强制将卷筒的转动速度降低到某一固定慢速值，变频电机驱动控制器驱动变频电机以某一固定值缓慢运行，而将操作手柄的速度采样视为无效，即使操作者没有注意到缆阵收放到达边界区域，操作手柄仍然处在高速控制状态也不会影响缆阵的正常收放，同时伺服电机驱动控制器也将丝杆同步减速。第三重保护采用硬件开关限位15进行保护，本发明在丝杆两侧基座上靠近动轨座在丝杆上有效运行范围的两端分别安装一个极限感应开关，当丝杆上动轨座移动到感应开关感应区时，丝杆位置检测模块检测到此信号后，丝杆驱动控制器将慢速运行的丝杆强制换向，动轨座反向运行，卷筒也将随着丝杆的换向而反向运转，缆阵顺利换向回收或者释放。
[0033]防止过量收放缆阵4:当缆阵即将回收完毕或者放缆即将结束时，采用三重保护机制。一重是蜂鸣器长鸣警报14，提示操作人员缆阵即将收放结束；二重是软件强制减速13，当缆阵收放即将结束时，软件强制将卷筒的转动速度降低到某一固定值，然后逐渐将卷筒速度慢慢降低，直到缆阵收放结束；三重是收放缆阵结束时，变频电机驱动控制器将变频电机紧急停车12，卷筒停止转动。在二三重保护期间，变频驱动控制器将操作手柄的速度采样视为无效，伺服电机驱动控制器也将同步控制伺服电机到某一固定值后逐渐减速，直到卷筒停止转动伺服电机驱动控制器也同步伺服电机停止转动，丝杆停止运转。
[0034]防止卷筒静态时转动2:该发明设计了双重安全制锁保护功能，一是机械插销制锁保护9，在绞车卷筒的适当位置设计了插销制锁装置，当绞车工作时，插销脱开；当不工作时，将插销的销子插入卷筒两个筋板之间，卡住卷筒使之不能转动。二是电气抱闸保护10，断电时变频电机转轴上抱闸抱死变频电机转轴，上电时，抱闸脱开。
[0035]在卷筒和丝杆位置软件计算错误时保护6，即软件运算的卷筒位置和丝杆位置出现了与实际状况不一致情况下的保护，本发明设计了硬件开关和丝杆复位手柄，操作者可以通过硬件开关将软件运算的丝杆位置清零18，纠正软件所发生的错误。同时操作者通过丝杆复位手柄将丝杆手摇复位19，使丝杆位置在软硬件上保持一致，此技术措施为卷筒上已缠绕的缆阵长度、层数准确计算和安全换向发挥了重要作用。
[0036]当在绞车收缆过程中，本发明在驱动控制器不工作或者其他不明故障时保护3措施是设计了两个硬件开关，进行急停、急收11保护。操作者在危急情况来不及采取任何措施的情况下，进行紧急断电，所有硬件线路和各部件全部断开电源，防止故障放大。如果变频器不工作，缆阵待收回，设备只有外部电源供电，操作者可以通过急收开关紧急收回缆阵，保证缆阵安全可靠回收，将经济损失降低到最小。
[0037]本实施例中的绞车包括:基座、动轨座、丝杆和光杆，基座安装在绞车上，丝杆及光杆分别连接在两个基座之间，光杆和丝杆平行，动轨座通过丝杆螺母安装在丝杆上，光杆穿过所述的动轨座，所述的一个基座上设有伺服电机，伺服电机和所述的丝杆相连，丝杆的两端各设有一个限位开关，两个限位开关分别位于两个基座的内侧，伺服电机和伺服电机驱动控制器相连，绞车上的卷筒和变频电机相连，变频电机和变频电机驱动控制器相连，所述的伺服电机上设有丝杆编码器，所述的变频电机上设有卷筒编码器，卷筒编码器和所述的变频电机驱动控制器相连，限位开关、丝杆编码器分别和所述的伺服电机驱动控制器相连。控制柜内设有PLC控制器，所述的伺服电机驱动控制器及变频电机驱动控制器均设于所述的控制柜内，伺服电机驱动控制器、变频电机驱动控制器分别和所述的PLC控制器相连。绞车上安装有操作盒，操作盒设有显示屏、指示灯、卷筒操作手柄和丝杆控制按钮，显示屏、指示灯分别和所述的PLC控制器相连，卷筒操作手柄和所述的变频电机驱动控制器相连，丝杆控制按钮和所述的伺服电机驱动控制器相连。所述的光杆有两根，所述的丝杆穿过所述的动轨座的中心，两根光杆位于同一水平面，并且两根光杆位于所述的丝杆的下方，光杆、丝杆和动轨座的连接点形成三角形结构。
[0038]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【主权项】
1.一种船用电动绞车收放缆阵多重安全保护方法，适用于配设有主控制器、变频电机驱动控制器、变频电机、伺服电机和控制参数传感器的绞车，包括以下步骤: 步骤一，主控制器和控制参数传感器启动， 步骤二，主控制器根据外部命令启动变频电机和伺服电机，主控制器读取控制参数传感器参数， 步骤三，船用电动绞车运行，同时，主控制器根据控制参数传感器的反馈信号进行绞车的正常运行和特定状态的判断，如果判断绞车当前为特定状态则进入步骤四，如果主控制器判断绞车当前为正常运行则重复执行步骤三， 步骤四，主控制器判断当前绞车特定状态的种类，若为超出最大拖拽力运行状态则执行子步骤一，若绞车为防止碰撞换向失败状态则执行子步骤二，若绞车为防止过量收放缆阵运行状态则执行子步骤三，若绞车为防止卷筒静态转动状态则执行子步骤四， 子步骤一:主控制器执行最大拖拽力保护措施，若绞车进入正常运行则执行步骤三，若绞车依然处于超出最大拖拽力运行状态则执行堵转二重保护后调整执行步骤三， 子步骤二:主控制器执行强制定速保护，同时执行鸣叫报警，进行自动换向，若绞车进入正常运行则执行步骤三，若绞车依然处于防止碰撞换向失败状态，则由靠设置在丝杆两端的感应开关输出控制信号至主控制器，主控制器命令伺服电机转向，然后执行步骤三， 子步骤三:主控制器执行强制减速保护，主控制器执行鸣叫报警，进行自动收放缆操作，若绞车运行正常然后执行步骤三，若绞车依然为防止过量收放缆阵运行状态，则主控制器发出命令至变频电机和伺服电机，强制停机， 子步骤四:卷筒板筋上配设插销锁，在卷筒启动前插销锁打开，当卷筒静止停止工作时，插销锁锁合，同时变频电机的转轴上配设有抱闸，当变频电机断电时，抱闸闭合然后执行步骤三，当变频电机得电时，抱闸放开，然后执行步骤三。
2.根据权利要求1所述的船用电动绞车收放缆阵多重安全保护方法，其特征在于:所述子步骤二中的鸣叫报警为短鸣报警，所述子步骤三中的鸣叫报警为长鸣报警。
3.根据权利要求1所述的船用电动绞车收放缆阵多重安全保护方法，其特征在于:所述船用电动绞车上设置有硬复位开关和丝杆复位手柄，同时所述船用电动绞车上还设置有急停硬件开关和急开硬件开关。
4.根据权利要求1所述的船用电动绞车收放缆阵多重安全保护方法，其特征在于:所述变频电机的控制按键和伺服电机的控制按键之间设置有同步执行机构，当执行步骤三时，船用电动绞车运行时运行变频电机时同步执行伺服电机动作，当运行伺服电机时，同步执行变频电机动作。
【专利摘要】本发明涉及一种船用电动绞车收放缆阵多重安全保护方法。解决了现有技术的不足，技术方案为：适用于配设有主控制器、变频电机驱动控制器、变频电机、伺服电机和控制参数传感器的绞车，步骤一，主控制器和控制参数传感器启动，步骤二，主控制器根据外部命令启动变频电机和伺服电机，主控制器读取控制参数传感器参数，步骤三，船用电动绞车运行，同时，主控制器根据控制参数传感器的反馈信号进行绞车的正常运行和特定状态的判断，步骤四，主控制器判断当前绞车特定状态的种类执行保护动作。本发明能够防止绞车在收放缆阵过程中发生超出最大拖曳力、过量收放、不能正常换向等安全问题，方法简单，便于调试和维修，更具经济性、安全性和可靠性。
【IPC分类】B66D1-48, B66D1-54
【公开号】CN104828730
【申请号】CN201510177505
【发明人】黄兴城
【申请人】杭州航海仪器有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月15日