一种具有位置处理功能的专用起重变频器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有位置处理功能的专用起重变频器，变频器根据当前起重电机运行的方向、机构目标的位置数据、机构目标停止位置实时计算起重电机允许运行的最大速度，控制起重电机智能减速，保证在到达机构目标的停止位置时速度为零，准确停车，提高起重机械停车位置精度、操作简单且提高工作效率。
【专利说明】—种具有位置处理功能的专用起重变频器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及起重变频器【技术领域】，具体涉及一种具有位置处理功能的专用起重变频器。
【背景技术】
[0002]起重设备是指用于搬运或移动机构目标的机电设备，它广泛应用于国民经济建设中。起重设备按结构不同可分为轻小型起重设备、升降机、起重机和架空单轨系统等几类。一般来讲无论是何种起重设备，在取得机构目标之后即开始垂直或垂直兼有水平的工作行程，直至到达目的地后卸载机构目标。
[0003]起升机构是起重设备最基本的工作机构，大部分具备吊挂系统，且多采用机电系统升降机构目标。吊挂系统一般由起重电机、钢丝绳、滑轮组和吊具组成，通过起重电机驱动收放钢丝绳而升降机构目标，有些起重机还配有副起升机构，用以吊运较轻的物品或进行辅助作业。其中起重电机部分尤为重要。能否控制起重电机实现合理且精确的旋转速度和旋转圈数，已达到使机构目标能够平稳且准确的停在目的地是衡量起重设备精度和质量的重要指标。
[0004]为了实现以上功能，人们通常通过具有调速和控制功能的通用变频器来驱动起重电机。然而，通用变频器虽然具备对电机的调速和控制功能，但是在起重电机的驱动工作中控制的精度差、可靠性低且操作复杂。最终，难以实现可靠的物料到位停止和降低操作难度提高工作效率。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种具有位置处理功能的专用起重变频器，变频器根据当前起重电机运行的方向、机构目标的位置数据、机构目标停止位置实时计算起重电机允许运行的最大速度，控制起重电机智能减速，保证在到达机构目标的停止位置时速度为零，准确停车，提高起重机械停车位置精度、操作简单且提高工作效率。
[0006]一方面，本实用新型实施例提供一种具有位置处理功能的专用起重变频器，包括编码器输入卡、开关量输入卡和分别连接至所述编码器输入卡和所述开关量输入卡的变频器主控板:
[0007]所述编码器输入卡，用于识别并接收与起重电机轴同轴安装的编码器旋转时产生的所述起重电机轴正向运行的N个第一脉冲信号和所述起重电机反向运行的M个第二脉冲信号，所述起重电机轴每旋转一圈，所述编码器会发出一定量预先设定的脉冲信号；所述N和所述M为大于零的整数；
[0008]所述开关量输入卡，用于识别并接收当机构目标经过预先设定的同步位置时激发同步限位器所产生的位置同步脉冲信号；
[0009]所述变频器主控板，连接至所述编码器输入卡，用于实时获取所述编码器输入卡接收的脉冲信号的总数和所述起重电机的累计转向，当N>M时，变频器主控板获取到的脉冲信号的总数为N-M个，所述起重电机的累计转向为正向；iM>N时，变频器主控板获取到的脉冲信号的总数为M-N个，所述起重电机的累计转向为反向；
[0010]所述变频器主控板，还用于获取所述变频器主控板用于对机构目标位置控制的位置数据P.；
[0011]所述变频器主控板，连接至开关量输入卡，还用于当获取到所述开关量输入卡接收的所述位置同步脉冲信号时，将对应时刻获取到的所述位置数据P.与所述同步位置进行比较，复位为正确的数值，避免累计误差的增大；
[0012]所述变频器主控板，还用于获取所述起重电机的最大机械速度Vmax ；
[0013]所述变频器主控板，还用于获取所述起重电机减速过程中的减速度数值Ade。；
[0014]所述变频器主控板，还用于获取在定位的过程中的所述起重电机可以运行的最大速度V;
[0015]所述变频器主控板，还用于根据所述起重电机以运行的最大速度V，控制起重电机智能减速，保证所述机构目标到达停止位置时速度为零，准确停车。
[0016]在第一种可能的实现方式中，所述变频器主控板，还用于当所述变频器主控板断电之后，保存所述脉冲信号总数，以及用于当所述变频器主控板再次上电能够自动读取上一次断电时候的所述脉冲信号总数。
[0017]在第二种可能的实现方式中，所述变频器主控板还用于获取所述变频器主控板用于对机构目标位置控制的位置数据P.，包括:所述变频器主控板还用于通过如下公式计算得出所述位置数据P.:
[0018]Pcur=所述脉冲总数/Pl，
[0019]其中所述Pl=Rpm/K*3.14*D，所述Rpm代表所述编码器每转所述脉冲信号个数，所述K代表机械减速比，所述D代表安装在所述起重电机轴上的卷筒的直径。
[0020]在第三种可能的实现方式中，所述变频器主控板还用于获取所述起重电机的最大机械速度Vmax，包括:
[0021]所述变频器主控板，还用于通过如下公式计算得出所述最大机械速度Vmax:
[0022]Vmax=RPM/60/K*3.14*D，
[0023]其中所述RPM代表所述起重电机每分钟转速，所述K代表所述机械减速比，所述D代表安装在所述起重电机轴上的卷筒的直径。
[0024]在第四种可能的实现方式中，所述变频器主控板还用于获取所述起重电机减速过程中的减速度数值Ade。，包括:
[0025]所述变频器主控板，还用于通过如下公式计算得出所述起重电机减速过程中的减
速度数值Ade。:
[0026]Adec=Vfflax/Tdec,
[0027]其中所述Ttte代表所述变频器主控板预先设置好的减速时间，所述Vmax为所述起重电机的所述最大机械速度。
[0028]在第五种可能的实现方式中，所述变频器主控板，还用于获取在定位的过程中的所述起重电机可以运行的最大速度V，包括:
[0029]所述变频器主控板，还用于通过如下公式计算得出所述起重电机可以运行的所述最大速度V:[0030]V=sqrt (2Adec*Pcur)，
[0031]其中所述Atte代表所述起重电机减速过程中的所述减速度数值，所述代表所述变频器主控板用于对机构目标位置控制的位置数据。
[0032]本申请实施例提供一种具有位置处理功能的专用起重变频器，变频器根据当前起重电机运行的方向、机构目标的位置数据、机构目标停止位置实时计算起重电机允许运行的最大速度，控制起重电机智能减速，保证在到达机构目标的停止位置时速度为零，准确停车，提高起重机械停车位置精度、操作简单且提高工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本实用新型实施例提供的一种具有位置处理功能的专用起重变频器结构图。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
[0037]请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种具有位置处理功能的专用起重变频器结构图。如图1所示，本实施例提供的起重变频器，包括:编码器输入卡110、开关量输入卡120和分别连接至编码器输入卡110和开关量输入卡120的变频器主控板130。本实施例的起重变频器包括的各个组成部分的功能如下描述:
[0038]其中，编码器输入卡110，用于识别并接收与起重电机轴同轴安装的编码器旋转时产生的起重电机轴正向运行的N个第一脉冲信号和起重电机反向运行的M个第二脉冲信号，起重电机轴每旋转一圈，编码器会发出一定量预先设定的脉冲信号，其中N和M为大于零的整数。
[0039]开关量输入卡120，用于识别并接收当机构目标经过预先设定的同步位置时激发同步限位器所产生的位置同步脉冲信号。
[0040]在本实施例中，开关量输入卡120和编码器输入卡110分别包括识别装置、接受装置和记录装置，可为集成记忆功能器件、接收器件、识别器件、存储器件和发送器件为一体的集成器件。
[0041]变频器主控板130，连接至所述编码器输入卡110，用于实时获取编码器输入卡110接收的脉冲信号的总数和起重电机的累计转向，当Ν>Μ时，变频器主控板130获取到的脉冲信号的总数为N-M个，起重电机的累计转向为正向；当Μ>Ν时，变频器主控板130获取到的脉冲信号的总数为M-N个，起重电机的累计转向为反向。在本实施例中，变频器主控板130可以主动获取编码器输入卡110接收的脉冲信号的总数和起重电机的累计转向。在其他实施例中，变频器主控板130可以被动接收编码器输入卡110接收的脉冲信号的总数和起重电机的累计转向。
[0042]变频器主控板130，还用于实时获取变频器主控板130用于对机构目标位置控制的位置数据P.。
[0043]变频器主控板130，其连接至开关量输入卡120，变频器主控板130还用于当获取到开关量输入卡120接收的位置同步脉冲信号时，将对应时刻获取到的位置数据P.与同步位置进行比较，复位为正确的数值，避免累计误差的增大。在本实施例中，变频器主控板130可以主动获取开关量输入卡120接收的当机构目标经过预先设定的同步位置时激发同步限位器所产生的位置同步脉冲信号，以将对应时刻获取到的位置数据P.与同步位置进行比较。在其他实施例中，变频器主控板130可以被动接受获取开关量输入卡120接收的当机构目标经过预先设定的同步位置时激发同步限位器所产生的位置同步脉冲信号，以将对应时刻获取到的位置数据P.与同步位置进行比较。
[0044]变频器主控板130，还用于实时获取起重电机的最大机械速度Vmax ；
[0045]变频器主控板130，还用于实时获取起重电机减速过程中的减速度数值Atte ；
[0046]变频器主控板130，还用于实时获取在定位的过程中，起重电机可以运行的最大速度V;
[0047]变频器主控板130，还用于根据起重电机以运行的最大速度V，实时控制起重电机智能减速，保证机构目标到达停止位置时速度为零，准确停车。
[0048]在一种可能的实现方式中，变频器主控板130，还用于当变频器主控板130断电之后，保存脉冲信号总数，以及用于当变频器主控板130再次上电能够自动读取上一次断电时候的脉冲信号总数。总的来说就是脉冲信号总数能够在变频器主控板130断电之后的保存下来，当变频器主控板130再次上电能够自动读取上一次断电时候的脉冲信号总数。
[0049]其中，变频器主控板130还用于获取变频器主控板130用于对机构目标位置控制的位置数据P.，包括:
[0050]变频器主控板130还用于通过如下公式计算得出位置数据P.:
[0051]Pcur=脉冲总数/Pl，
[0052]其中Pl=Rpm/K*3.14*D，Rpm代表编码器每转脉冲信号个数，K代表机械减速比，D代表安装在起重电机轴上的卷筒的直径。
[0053]以及在本实施例中，变频器主控板130还用于获取所述起重电机的最大机械速度Vniax，包括:
[0054]变频器主控板130可通过如下公式计算得出最大机械速度Vmax:
[0055]Vmax=RPM/60/K*3.14*D，
[0056]其中RPM代表起重电机每分钟转速，K代表机械减速比，D代表安装在起重电机轴上的卷筒的直径。
[0057]以及在本实施例中，变频器主控板130还用于获取起重电机减速过程中的减速度数值Ade。,包括:
[0058]变频器主控板130还用于通过如下公式计算得出起重电机减速过程中的减速度
数值Adec:[0059]Adec=Vfflax/Tdec,
[0060]其中Tde。代表变频器主控板130预先设置好的减速时间，Vmax为起重电机的最大机械速度。
[0061]以及，在一种可选的实施方式中，变频器主控板130，还用于获取在定位的过程中的起重电机可以运行的最大速度V，包括:
[0062]变频器主控板130，还用于通过如下公式计算得出起重电机可以运行的最大速度V:
[0063]V=sqrt (2Adec*Pcur)，
[0064]其中Adee代表起重电机减速过程中的减速度数值，Pcur代表变频器主控板130用于对机构目标位置控制的位置数据。
[0065]综上描述，本实用新型实施例提供一种具有位置处理功能的专用起重变频器，变频器根据当前起重电机运行的方向、机构目标的位置数据、机构目标停止位置实时计算起重电机允许运行的最大速度，控制起重电机智能减速，保证在到达机构目标的停止位置时速度为零，准确停车，提高起重机械停车位置精度、操作简单且提高工作效率。
[0066]以上对本实用新型所提供的变频器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种具有位置处理功能的专用起重变频器，其特征在于，包括编码器输入卡、开关量输入卡和分别连接至所述编码器输入卡和所述开关量输入卡的变频器主控板: 所述编码器输入卡，用于识别并接收与起重电机轴同轴安装的编码器旋转时产生的所述起重电机轴正向运行的N个第一脉冲信号和所述起重电机反向运行的M个第二脉冲信号，所述起重电机轴每旋转一圈，所述编码器会发出一定量预先设定的脉冲信号；所述N和所述M为大于零的整数； 所述开关量输入卡，用于识别并接收当机构目标经过预先设定的同步位置时激发同步限位器所产生的位置同步脉冲信号； 所述变频器主控板，连接至所述编码器输入卡，用于实时获取所述编码器输入卡接收的脉冲信号的总数和所述起重电机的累计转向，当N>M时，变频器主控板获取到的脉冲信号的总数为N-M个，所述起重电机的累计转向为正向；iM>N时，变频器主控板获取到的脉冲信号的总数为M-N个，所述起重电机的累计转向为反向； 所述变频器主控板，还用于获取所述变频器主控板用于对机构目标位置控制的位置数据P.； 所述变频器主控板，连接至开关量输入卡，还用于当获取到所述开关量输入卡接收的所述位置同步脉冲信号时，将对应时刻获取到的所述位置数据P.与所述同步位置进行比较，复位为正确的数值，避免累计误差的增大； 所述变频器主控板，还用于获取所述起重电机的最大机械速度Vmax ； 所述变频器主控板，还用于获取所述起重电机减速过程中的减速度数值Atte; 所述变频器主控板，还用于获取在定位的过程中的所述起重电机可以运行的最大速度V； 所述变频器主控板，还用于根据所述起重电机以运行的最大速度V，控制起重电机智能减速，保证所述机构目标到达停止位置时速度为零，准确停车。
2.如权利要求1所述的具有位置处理功能的专用起重变频器，其特征在于，所述变频器主控板，还用于当所述变频器主控板断电之后，保存所述脉冲信号总数，以及用于当所述变频器主控板再次上电能够自动读取上一次断电时候的所述脉冲信号总数。
3.如权利要求2所述的具有位置处理功能的专用起重变频器，其特征在于，所述变频器主控板还用于获取所述变频器主控板用于对机构目标位置控制的位置数据P.，包括:所述变频器主控板还用于通过如下公式计算得出所述位置数据P.: Pcur =所述脉冲总数/pI， 其中所述Pl = Rpm/K*3.14*D，所述Rpm代表所述编码器每转所述脉冲信号个数，所述K代表机械减速比，所述D代表安装在所述起重电机轴上的卷筒的直径。
4.如权利要求3所述的具有位置处理功能的专用起重变频器，其特征在于，所述变频器主控板还用于获取所述起重电机的最大机械速度Vmax，包括: 所述变频器主控板，还用于通过如下公式计算得出所述最大机械速度Vmax:
Vmax = RPM/60/K*3.14*D， 其中所述RPM代表所述起重电机每分钟转速，所述K代表所述机械减速比，所述D代表安装在所述起重电机轴上的卷筒的直径。
5.如权利要求4所述的具有位置处理功能的专用起重变频器，其特征在于，所述变频器主控板还用于获取所述起重电机减速过程中的减速度数值Ade。，包括: 所述变频器主控板，还用于通过如下公式计算得出所述起重电机减速过程中的减速度数值Adec: ΛMec = Vmax /Tdec9 其中所述Ttte代表所述变频器主控板预先设置好的减速时间，所述Vmax为所述起重电机的所述最大机械速度。
6.如权利要求5所述的具有位置处理功能的专用起重变频器，其特征在于，所述变频器主控板，还用于获取在定位的过程中的所述起重电机可以运行的最大速度V，包括: 所述变频器主控板，还用于通过如下公式计算得出所述起重电机可以运行的所述最大速度V:
V= sqrt (2Adec*Pcur)， 其中所述Atte代表所述起重电机减速过程中的所述减速度数值，所述P.代表所述变频器主控板用于对机构目标位置控制的位置数据。
【文档编号】B66C13/40GK203820312SQ201420074400
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】姜仲文, 滕吉才, 李华诗 申请人:深圳市蓝海华腾技术股份有限公司