一种半自动液压抓斗式起重机系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于垃圾处理起重设备领域，具体涉及一种半自动液压抓斗式起重机。
【背景技术】
[0002]目前垃圾处理车间用于垃圾抓取工作主要是液压抓斗起重机，在吊装操作时，需要对垃圾进行投料、放料、翻料搅拌、搬运等功能操作。由于车间环境太差，操作工一般在液压抓斗起重机设置远程操作室进行操作，通过人工观察，给抓斗起重机发送各种功能操作命令，这要求抓斗在提升方向、前后方向、左右方向都能准确三维定位。采用人工控制方式存系统安全可靠性低；为适应起重机抓斗运行工况，起重机的操作人员需要经常性在抓斗目标达到位置附近反复操作实施前后、左右、上下方向的位置定位，定位精度差，工作效率低；虽然有些厂家采用对抓斗三个方向增加绝对值编码器，测量抓斗的实际位置，定位精度和效率有了一定提高，但如果出现起重机上啃轨下滑时，编码器采集的数据仍有较大误差，影响了控制系统可靠性；起重机的大车、小车行走机构运行停车时，液压抓斗由于惯性会出现左右、前后来回摇摆晃动，等待抓斗停稳静止时间较长，降低了工作效率。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术存在采用人工控制方式存系统安全可靠性低，定位精度差，工作效率低编码器采集的数据仍有较大误差，影响了控制系统可靠性；液压抓斗由于惯性会出现左右、前后来回摇摆晃动等问题，提出一种半自动液压抓斗式起重机。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种半自动液压抓斗式起重机系统，包括主站PLC、操作室从站PLC、变频驱动系统、电子防摇系统、液压抓斗控制系统和自动化定位系统，主站PLC通过以太网与操作室从站PLC连接，变频驱动系统用于控制各驱动电机，电子防摇系统为安装在变频器内的电子防盗器，液压抓斗控制系统包括液压栗电机、抓斗开闭机构，所述自动化定位系统主要包括安装在起重机大车运行X轴、小车运行Y轴的绝对值位置编码器和安装在起升机构Z轴上的绝对值旋转编码器，绝对值位置编码器主要由编码尺、读码器、导轨固定器、引导角轮、接口模块、毛刷构成，用于大小车位置的测量；绝对值旋转编码器安装在起升机构卷筒的中心轴上，通过DP通讯接口与主站PLC连接。
[0005]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，所述编码尺在大车、小车轨道方向铺设，读码器采用U型结构，读码器分别装在大车和小车上，编码尺从读码器U型槽中穿过，读码器直接通过DP接口模块，将抓斗的大车运行X轴、小车运行Y轴的准确位置量传送给主站PLC。
[0006]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，在起重机大车运行X轴、小车运行Y轴、起升机构Z轴的适当位置装设运行传感器，使控制系统准确了解起重机抓斗的空间位置，自动完成寻址工作。
[0007]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，所述变频驱动系统由起升变频器、大车变频器、小车变频器、驱动电机、减速机、抱闸制器组成，起升变频器采用闭环矢量控制，起升电机侧配有增量式旋转编码器，所有变频器配有Profibus DP通讯卡，直接与主站PLC通讯。
[0008]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，所述抓斗的全闭动作和打开幅度由主站PLC直接控制。
[0009]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，半自动液压抓斗式起重机系统还包括一个称重系统，由称4个重压力传感器、称重控制器、大屏显示器和称量计算机组成；压力传感器装在卷筒下面，称重传感器变送重量信号送入称重控制器，称量计算机与称重控制器通过RS485通讯，对重量数据进行分析处理。
[0010]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，自动液压抓斗式起重机系统还包括一个防撞系统，防撞系统采用激光传感器测量防撞物离起重机的距离，测距范围0.2-8M,两路报警输出，报警距离可任意设定，用于大车提前减速和停车。
[0011]所述的半自动液压抓斗式起重机系统，所述主站PLC还连接有触摸屏，触摸屏用于工艺功能参数设定和起重机状态监视。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型采用高精度的绝对值位置编码器和绝对值旋转编码器对抓斗的X轴、Y轴、Z轴坐标测量，测度误差小于1mm，精度明显提高，保证了起重机系统的定位的准确性。本实用新型采用绝对值位置编码技术，没有零位参考点，不需要对测量数据初始化复位，解决了因起重机啃机、打滑造成测量数据不准确疑难问题。本实用新型具有电子防摇功能，相当机械防摇，结构简单、成本低兼，防摇效果好。本实用新型具有一键自动泊车功能，方便设备检修。称重计量采用计算机管理，计量功能强大，称重管理灵活，并可对实现网络发布。
【附图说明】
[0013]图1为半自动液压抓斗式起重机部件连接框图；
[0014]图中，1为以太网，2为ProfiBUS DP总线，3为CanOpen总线。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:结合图1，一种半自动液压抓斗式起重机系统，包括主站PLC、操作室从站PLC、变频驱动系统、电子防摇系统、液压抓斗控制系统和自动化定位系统，主站PLC通过以太网与操作室从站PLC连接，变频驱动系统用于控制各驱动电机，电子防摇系统为安装在变频器内的电子防盗器，液压抓斗控制系统包括液压栗电机、抓斗开闭机构，所述自动化定位系统主要包括安装在起重机大车运行X轴、小车运行Y轴的绝对值位置编码器和安装在起升机构Z轴上的绝对值旋转编码器，绝对值位置编码器主要由编码尺、读码器、导轨固定器、引导角轮、接口模块、毛刷等几部分构成，用于大小车位置的测量；绝对值旋转编码器安装在起升机构卷筒的中心轴上，通过DP通讯接口与主站PLC连接。
[0016]所述编码尺在大车、小车轨道方向铺设，读码器采用U型结构，读码器分别装在大车和小车上，编码尺从读码器U型槽中穿过，读码器直接通过DP接口模块，将抓斗的大车运行X轴、小车运行Y轴的准确位置量传送给主站PLC。
[0017]在起重机大车运行X轴、小车运行Y轴、起升机构Z轴的适当位置装设运行传感器，使控制系统准确了解起重机抓斗的空间位置，自动完成寻址工作。
[0018]所述变频驱动系统由起升变频器、大车变频器、小车变频器、驱动电机、减速机、抱闸制器组成，起升变频器采用闭环矢量控制，起升电机侧配有增量式旋转编码器，所有变频器配有Profibus DP通讯卡，直接与主站PLC通讯。
[0019]所述抓斗的全闭动作和打开幅度由主站PLC直接控制。
[0020]半自动液压抓斗式起重机系统还包括一个称重系统，由称4个重压力传感器、称重控制器、大屏显示器和称量计算机组成；压力传感器装在卷筒下面，称重传感器变送重量信号送入称重控制器，称量计算机与称重控制器通过RS485通讯，对重量数据进行分析处理。
[0021]自动液压抓斗式起重机系统还包括一个防撞系统，防撞系统采用激光传感器测量防撞物离起重机的距离，测距范围0.2-8M,两路报警输出，报警距离可任意设定，用于大车提前减速和停车。
[0022]所述主站PLC还连接有触摸屏，触摸屏用于工艺功能参数设定和起重机状态监视。
[0023]实施例2:结合图1，一种半自动液压抓斗式起重机系统，含有一个主站PLC、操作室从站PLC、触摸屏、变频驱动系统、电子防摇系统、液压抓斗控制系统、称重计量系统、自动化定位系统和起重机防撞系统几部分构成。主站PLC与操作室从站PLC、触摸屏、变频驱动器系统均配有配置profibus Dp接口，共同构成系统profibus Dp总线通讯网络。
[0024]自动化的定位系统是本方案的核心，主要包括起重机大车运行X轴、小车运行Y轴各装一个绝对值位置编码器、起升机构Z轴上装一个绝对值编码器，主要用于实时检测对抓斗X轴、Y轴、Z轴三个方向的当前位移量，保证各种半自动功能操作工艺的可靠运行。该定位系统由采用线性绝对值位置编码器和绝对值旋转编码器组成，绝对值位置编码器主要由不锈钢编码尺、读码器、导轨固定器、引导角轮、接口模块、毛刷等几部分构成，用于大小车位置的测量。其中编码尺放在大、小车轨道方向铺设，读码器采用U型结构，读码器分别装在大车和小车上，编码尺从读码器U型槽中穿过，读码器能控测到编码尺位置分辨率
0.8mm，他不需要参照点，直接通DP接口模块，将抓斗X、Y轴的准确位置量传送给主站PLC。绝对值旋转编码器装上提升机构卷筒中心轴上，采用1024线编码器，精度1mm，带DP通讯接口，将抓斗的Z轴的准确位置量传送给主站PLC。同时，在起重机大车运行X轴、小车运行Y轴、起升机构Z轴的适当位置装设运行传感器，使控制系统准确了解起重机抓斗的空间位置，自动完成寻址工作。在特征点如投料口中心、控制室保护区等还设有行程保护开关，在三维空间的标准点设地址传感器，进行误差校正。在区域的端点设有常规的行程限位开关等保护装置。上述信息经信号线路传送到控制系统的运动指挥系统主站PLC中，使控制系统准确了解起重机抓斗的空间位置，故障提示及排除办法。
[0025]电子防遥系统由装在变频器内部的电子防摇控制器来完成，防摇控制器与变频器通讯CanOpen总线连接。通过自动化定位系统检测的抓斗位置先经过PLC主站与大小车变频器DP通讯数据交换，再经过大小车变频器与防摇控制器CanOpen通讯后，抓斗位置信号、运行速度反馈给防摇控制器，防遥控制经内部运算处理后，计算出给大小车变频器的防摇晃的速度补偿量，又通过CanOpen通讯将此补偿量叠加给大小车变频的当前速度给定，实时控制大小车减速停车过程中的抓斗的摇晃幅度，当大小车完全停下来时，抓斗能快速静止。
[0026]变频驱动系统由起升变频器、大车变频器、小车变频器、驱动电机、减速机、抱闸制器组成。起升变频器采用闭环矢量控制，起升电机侧配有增量式旋转编码器，所有变频器配有Profibus DP通讯卡，直接与主站PLC通讯。
[0027]触摸屏放在操作室联动台上，用于工艺功能参数设定和起重机状态监视。
[0028]液压抓斗控制系统由液压栗电机、抓斗开闭机构组成，抓斗的全闭动作和打开幅度由主站PLC直接控制。
[0029]称重系统由称4个重压力传感器、称重控制器、大屏显示器和称量计算机组成。压力传感器装在卷筒下面，称重