一种塔机防摇摆自动控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及电机控制技术领域，具体是一种塔机防摇摆自动控制系统。


背景技术：

2.近年来，城市建设发展迅速，高层建筑成为主要发展方向，塔式起重机在建筑建设当中是非常重要的起重机械，在建筑施工中不可或缺，塔式起重机根据具体架设地点的不同，可分为固定和移动两种类型，传统的塔式起重机运行时，由于使用的控制线路在具体应用可靠性方面存在不足，影响着实际的工作效果和起重机寿命，并且传统的塔式起重机需要较多的控制按键实现对起重机的控制，控制电路较为复杂，且在塔式起重机工作时，会由于外界因素的影响和被吊物质量的影响，导致被吊物出现摇摆的情况，具有较大的安全隐患，因此有待改进。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种塔机防摇摆自动控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本实用新型实施例中，提供一种塔机防摇摆自动控制系统，该塔机防摇摆自动控制系统包括：电源整流保护变频模块，电机模块，功能控制模块，摇摆检测模块，智能控制模块，采样保持比较模块，脉冲控制模块，电机控制模块；
5.所述电源整流保护变频模块，用于对输入的电能进行三相整流处理，用于消耗所述电机模块工作时产生的回馈能量，用于将整流后的电能进行逆变变频控制并输出；
6.所述电机模块，与所述电源整流保护变频模块连接，用于接收所述电源整流保护变频模块输出的电能并控制起重机电机的工作；
7.所述功能控制模块，与所述智能控制模块连接，用于通过触摸屏电路输出上下左右移动的功能控制指令；
8.所述摇摆检测模块，与所述智能控制模块连接，用于实时检测被吊物移动过程中的摇摆程度并输出摇摆信号；
9.所述智能控制模块，用于接收所述功能控制模块和摇摆检测模块输出的信号，用于通过输入的功能控制指令控制输出相应的第一脉冲信号，用于控制所述电源整流保护变频模块和脉冲控制模块的工作，用于输出控制信号并控制所述采样保护比较模块的工作；
10.所述采样保持比较模块，与所述智能控制模块和摇摆检测模块连接，用于接收所述控制信号并对所述摇摆信号进行采样保持处理，用于将保持的信号与实时检测的摇摆信号进行比较；
11.所述脉冲控制模块，与所述摇摆检测模块和采样保持比较模块连接，用于产生第二脉冲信号，用于接收所述摇摆信号并调节第二脉冲信号的占空比；
12.所述电机控制模块，与所述智能控制模块、脉冲控制模块和电机模块连接，用于通过功率管电路调节输入所述电机模块的三相电能，用于调节所述电机模块的工作速率。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型塔机防摇摆自动控制系统由功能控制模块采用触摸屏电路的方式为智能控制模块提供控制指令，以便由触摸屏电路控制塔吊起重机的上下左右运动，同时由摇摆检测模块对被吊物的摇摆程度进行检测，配合采样保护比较模块对初始的摇摆力进行保持，并与改变后的摇摆力进行比较，对被吊物进行状态实时监测，并由摇摆力的大小决定电机控制模块的导通程度，以便降低所述电机模块的工作速率，起到快速保护的工作，且无需较为复杂的程序和计算，使得控制系统较为简便易行。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述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。
15.图1为本实用新型实例提供的一种塔机防摇摆自动控制系统的原理方框示意图。
16.图2为本实用新型实例提供的一种塔机防摇摆自动控制系统的电路图。
17.图3为本实用新型实例提供的摇摆检测模块、采样保持比较模块和脉冲控制模块的连接电路图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
19.实施例1，请参阅图1，一种塔机防摇摆自动控制系统包括：电源整流保护变频模块1，电机模块2，功能控制模块3，摇摆检测模块4，智能控制模块5，采样保持比较模块6，脉冲控制模块7，电机控制模块8；
20.具体地，所述电源整流保护变频模块1，用于对输入的电能进行三相整流处理，用于消耗所述电机模块2工作时产生的回馈能量，用于将整流后的电能进行逆变变频控制并输出；
21.电机模块2，与所述电源整流保护变频模块1连接，用于接收所述电源整流保护变频模块1输出的电能并控制起重机电机的工作；
22.功能控制模块3，与所述智能控制模块5连接，用于通过触摸屏电路输出上下左右移动的功能控制指令；
23.摇摆检测模块4，与所述智能控制模块5连接，用于实时检测被吊物移动过程中的摇摆程度并输出摇摆信号；
24.智能控制模块5，用于接收所述功能控制模块3和摇摆检测模块4输出的信号，用于通过输入的功能控制指令控制输出相应的第一脉冲信号，用于控制所述电源整流保护变频模块1和脉冲控制模块7的工作，用于输出控制信号并控制所述采样保护比较模块的工作；
25.采样保持比较模块6，与所述智能控制模块5和摇摆检测模块4连接，用于接收所述
控制信号并对所述摇摆信号进行采样保持处理，用于将保持的信号与实时检测的摇摆信号进行比较；
26.脉冲控制模块7，与所述摇摆检测模块4和采样保持比较模块6连接，用于产生第二脉冲信号，用于接收所述摇摆信号并调节第二脉冲信号的占空比；
27.电机控制模块8，与所述智能控制模块5、脉冲控制模块7和电机模块2连接，用于通过功率管电路调节输入所述电机模块2的三相电能，用于调节所述电机模块2的工作速率。
28.在具体实施例中，上述智能控制模块5可采用微控制电路和驱动电路，由微控制电路完成对信号的接收和脉冲信号与控制信号的输出，由驱动电路完成提高脉冲信号的驱动能力，微控制电路可采用，但并不限于单片机、dsp等微控制器，驱动电路可采用专门的igbt驱动器即可，在此不做赘述；上述电机控制模块8可作为行走电机、回转电机、变幅电机和主钩电机，分别由电源整流保护变频模块1和智能控制模块5控制，在此不做赘述。
29.进一步地，所述电源整流保护变频模块1包括电源端口、三相整流器t1、第一功率管q1、第一电阻r1、第一电容c1、第二电阻r2、第二功率管q2、第二电容c2、变频器g1；
30.具体地，所述电源端口的输出端连接三相整流器t1的输入端，三相整流器t1的第一输出端、第一功率管q1的集电极、第二电容c2的一端和变频器g1的第一输入端，第二功率管q2的发射极通过第一电阻r1连接第二电阻r2的一端和第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端连接三相整流器t1的第二输出端、第二功率管q2的发射极、第二电容c2的另一端，第二电阻r2的另一端连接第二功率开关的集电极，第一功率管q1的栅极、第二功率管q2栅极和变频器g1的控制端均连接所述智能控制模块5，变频器g1的第一输出端、第二输出端和第三输出端均连接所述电机模块2。
31.在具体实施例中，上述第一功率管q1和第二功率管q2均可选用igbt芯片；上述第二电容c2为小容量无感电容，用于吸收变频器g1开关时产生的尖峰电压；上述第一功率管q1、第一电阻r1、第二电阻r2、第二功率管q2、第二电容c2组成开关电容支路，用于吸收所述电机模块2工作时产生的回馈能量。
32.进一步地，所述功能控制模块3包括控制端接口、第一电源vcc1和转换器u1；
33.具体地，所述控制端接口的输出端分别与转换器u1的第二端、第三端、第四端和第五端连接，转换器u1的第一端、第九端和第十端均连接第一电源vcc1，转换器u1的第六端接地，转换器u1的第十二端、第十四端、第十五端和第十六端分别连接所述智能控制模块5。
34.在具体实施例中，上述控制端接口用于连接触摸屏电路，通过触摸屏电路完成控制指令的输出；上述转换器u1可选用ads7843芯片。
35.进一步地，所述电机控制模块8包括第六功率管q6、第三功率管q3、第四功率管q4、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5；
36.具体地，所述第六功率管q6的栅极、第三功率管q3的栅极和第四功率管q4的栅极均连接所述智能控制模块5和脉冲控制模块7，第六功率管q6的集电极、第三功率管q3的集电极和第四功率管q4的集电极分别连接所述变频器g1的第一端、第二端和第三端，第六功率管q6的发射极通过第三电阻r3接地，第三功率管q3的发射极通过第四电阻r4接地，第四功率管q4的发射极通过第五电阻r5接地。
37.在具体实施例中，上述第六功率管q6、第三功率管q3和第四功率管q4均可选用igbt元器件；上述第三电阻r3、第四电阻r4和第五电阻r5用于消耗输入的电能。
38.进一步地，所述摇摆检测模块4包括摇摆传感器u2、第六电阻r6、第七电阻r7、第一运放op1、第八电阻r8、第九电阻r9和第十电阻r10；
39.具体地，所述摇摆传感器u2的第一输出端通第六电阻r6连接第一运放op1的反相端和第八电阻r8的一端，摇摆传感器u2的第二输出端通过第七电阻r7连接第一运放op1的同相端和第九电阻r9的一端，第九电阻r9的另一端接地，第八电阻r8的另一端连接第一运放op1的输出端和第十电阻r10的第一端，第十电阻r10的第二端连接所述采样保持比较模块6。
40.在具体实施例中，上述第一运放op1可选用op07运算放大器进行差动放大处理。
41.进一步地，所述采样保持比较模块6包括第二运放op2、第五功率管q5、第十一电阻r11、第三电容c3、第十三电阻r13、第三运放op3；
42.具体地，所述第二运放op2的同相端连接所述第十电阻r10的第二端，第二运放op2的反相端通过第十一电阻r11连接第三运放op3的反相端和第三运放op3的输出端，第三运放op3的同相端连接第五功率管q5的漏极并通过第三电容c3连接第十三电阻r13的一端，第十三电阻r13的另一端接地，第五功率管q5的栅极连接所述智能控制模块5，第五功率管q5的源极连接第二运放op2的输出端。
43.在具体实施例中，上述第二运放op2和第三运放op3均可选用op07运算放大器；上述第五功率管q5可选用n沟道结型场效应管；上述第三电容c3和第第十三电阻r13用于保持采样数据。
44.进一步地，采样保持比较模块6还包括第一比较器a1、第十六电阻r16、第二电源vcc2和模拟开关u4；
45.具体地，所述第一比较器a1的同相端连接所述第十电阻r10的第二端，第一比较器a1的反相端连接所述第三运放op3的输出端，第一比较器a1的输出端连接模拟开关u4的第五端并通过第十六电阻r16连接第二电源vcc2，模拟开关u4的第四端连接所述第六功率管q6的栅极，模拟开关u4的第三端连接所述脉冲控制模块7。
46.在具体实施例中，上述第一比较器a1可选用lm393比较器；上述模拟开关u4可选用cd4066芯片。
47.进一步地，所述脉冲控制模块7包括第一二极管d1、第一电位器rp1、第十四电阻r14、第四电容c4、脉冲发生器u3、第五电容c5、第十五电阻r15、第三电源vcc3、第十二电阻r12；
48.具体地，所述第三电源vcc3连接脉冲发生器u3的第四端和第八端并通过第十五电阻r15连接第一电位器rp1的一端，第一电位器rp1的滑片端连接第一二极管d1的阴极并通过第十二电阻r12连接所述第十电阻r10的第二端，第一二极管d1的阳极连接脉冲发生器u3的第七端，第一电位器rp1的另一端通过第十四电阻r14连接第四电容c4、脉冲发生器u3的第二端和第六端，脉冲发生器u3的第五端通过第五电容c5连接脉冲发生器u3的第一端、第四电容c4的另一端和地端，脉冲发生器u3的第三端连接所述模拟开关u4的第三端。
49.在具体实施例中，上述脉冲发生器u3可选用ne555芯片。
50.本实用新型一种塔机防摇摆自动控制系统，由电源端口与电源连接，提供所需的三相电能，并由三相整流器t1进行整流处理，变频器g1通过智能控制模块5进行调节控制，以便调整电机模块2的工作速率，以便控制被吊物的移动速率，同时由功能控制模块3采用
触摸屏电路为智能控制模块5提供控制指令，方便由智能控制模块5控制行走电机、回转电机、变幅电机和主钩电机的工作，并由摇摆传感器u2对被吊物的摇摆程度进行检测，第一运放op1对摇摆信号进行差动放大处理，在通过第二运放op2和第三运放op3进行摇摆信号保持，得到被吊物的初始摇摆程度，同时保持后的摇摆信号与实时的摇摆信号进行比较，当出现偏差时，第一比较器a1输出高电平控制模拟开关u4的导通，同时摇摆信号输出的电压值加到脉冲发生器u3的第七端，以便由脉冲发生器u3调节输出的脉冲信号的占空比，控制电机控制模块8中功率管的导通程度，继而降低输入电机模块2的功率，降低电机模块2的工作速率，减轻摇摆程度，同时也可人为的控制智能控制模块5控制电机控制模块8中功率管的导通程度，控制电机模块2的工作。
51.该塔机防摇摆自动控制系统由功能控制模块3采用触摸屏电路的方式为智能控制模块5提供控制指令，以便由触摸屏电路控制塔吊起重机的上下左右运动，同时由摇摆检测模块4对被吊物的摇摆程度进行检测，配合采样保护比较模块对初始的摇摆力进行保持，并与改变后的摇摆力进行比较，对被吊物进行状态实时监测，并由摇摆力的大小决定电机控制模块8的导通程度，以便降低所述电机模块2的工作速率，起到快速保护的工作，且无需较为复杂的程序和计算，使得控制系统较为简便易行。
52.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
53.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。