一种电动抓斗保护系统及其控制方法与流程

本发明涉及起重机运动控制，具体是一种电动抓斗保护系统及其控制方法。

背景技术：

1、针对设备通用桥式起重机的所用电动抓斗，在生产制造业环境中，电动抓斗都会出现以下问题：

2、1、在通用桥式起重机驾驶室操作电动抓斗下降指令过程中，电动抓斗降落至地面时(垂直地面或者降至倾斜地面、倾斜物料堆)，电动抓斗张开指令执行过长时，钢丝绳会由于过松而滑入电动葫芦内部卷筒或定滑轮外圆等区域，导致钢绳卡死或者减速机强行转动导致内部传动套齿损坏的情况。传统的保护装置是导绳器和断火限位器联合保护，但由于电机的运行惯性不同，操作员很难精准控制电动抓斗合紧力度，因此该保护装置实用性不强，并未有效使用。现有技术不能准确控制抓斗打开和闭合限位。

3、2、电动抓斗的电源连接使用的是工业插座、插头，在操作电动抓斗上升与下降指令的反复过程中，会出现工业插座与插头松动；电机电缆线在卷筒上反复运动，长时间往复使用后电缆线内部铜线会出现断股现象，从而因电源接触不良或缺相导致电机损坏。传统的保护装置是缺相保护器，只有前端缺相时才能保护，而末端缺相无法保护。缺相保护器只能保护缺相保护器前端电源缺相，无法保护缺相保护器后端设备电源缺相。

4、3、在执行电动抓斗闭合指令时，电动抓斗抱起物料，由于不同物料的软硬程度不同，无法估计夹紧物料所需的松紧度，从而导致电动抓斗的电机经常出现超负荷运转现象。抓斗在运行中因所抓物料不同，电机产生电流不同导致电机超负荷运行，现有技术无法进行保护。传统的保护装置是热保护继电器，是利用电流的热效应原理进行保护，额定热稳定电流持续时间为1s，长期的过负荷不仅加速了电动机绕组老化，而且缩短了电动机的使用寿命。

技术实现思路

1、为克服现有技术的不足，本发明提供了一种电动抓斗保护系统及其控制方法，解决现有技术存在的不能准确控制抓斗打开和闭合限位、保护效果差等问题。

2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

3、一种电动抓斗保护系统，包括plc，分别与plc电连接的感应开关、电流变送器、抓斗张开交流接触器、抓斗闭合交流接触器，电流变送器用于采样电动抓斗电流信息并传输给plc，感应开关用于控制电流变送器是否将采样的电动抓斗电流信息传输给plc。

4、作为一种优选的技术方案，还包括中间继电器km3、中间继电器km4，抓斗张开交流接触器(7)包括km1线圈、km1触点，抓斗闭合交流接触器(8)包括km2线圈、km2触点，km1线圈、km2触点、km3触点相互串联构成第一控制支路，km2线圈、km1触点、km4触点相互串联构成第二控制支路；km1触点的一端、km2触点的一端分别与plc(4)的两个输入端子电连接，km1触点的另一端、km2触点的另一端均电连接有24v直接电源；km3线圈的一端、km4线圈的一端分别与plc(4)的两个输出端子电连接，km3线圈的另一端、km4线圈的另一端均接地；第一控制支路、第二控制支路并联后的电路结构的一端用于与三相电动机的a相、b相或c相电连接，第一控制支路、第二控制支路并联后的电路结构的另一端用于与零线电连接。

5、作为一种优选的技术方案，还包括与plc、电流变送器分别电连接的模拟量模块。

6、作为一种优选的技术方案，还包括信号发射模块、信号接收模块，感应开关、信号发射模块、信号接收模块、plc连接，信号发射模块能控制感应开关与plc之间信号传输的通或断，信号接收模块能控制感应开关与plc之间信号传输的通或断。

7、作为一种优选的技术方案，感应开关为接近开关、行程开关或红外开关。

8、作为一种优选的技术方案，感应开关设于电动抓斗吊滑轮槽方内。

9、一种电动抓斗保护系统的控制方法，采用所述的一种电动抓斗保护系统，当三相电机电流的不平衡度大于10％时，plc控制抓斗张开交流接触器、抓斗闭合交流接触器停止响应时间10ms～100ms。

10、作为一种优选的技术方案，三相电机电流的不平衡度大于10％的计算公式如下：

11、|ia-ib|≥(ia+ib+ic)/3*10％，

12、|ib-ic|≥(ia+ib+ic)/3*10％，

13、|ic-ia|≥(ia+ib+ic)/3*10％；

14、作为一种优选的技术方案，当电流变送器用于采样电动抓斗电流大于电动抓斗的电动机工作电流或电动抓斗的电动机额定电流时，plc控制抓斗张开交流接触器、抓斗闭合交流接触器响应时间10ms-100ms。

15、作为一种优选的技术方案，包括以下步骤：

16、s1，plc将采样的三相电流转换成浮点数；

17、s2，当三相浮点数分别相减的绝对值大于电流不平衡度10％时，plc控制抓斗张开交流接触器、抓斗闭合交流接触器停止工作；

18、s3，接触器的延时器t达到设置值时，再控制抓斗张开交流接触器或抓斗闭合交流接触器复位。

19、本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：

20、(1)本发明较好的保护了电动抓斗钢绳乱股和卡钢绳现象、电机过载和缺相烧坏现象以及减速机齿轮损坏等现象，不仅降低了故障率和故障处理时间，而且提高了运行效率。

21、(2)本发明从电源、电缆连接线、断路器、交流接触器、到被控电动机，无论哪个环节出现接触不良或电缆线断股缺相等故障，均能快速准确响应保护。

22、(3)本发明利用plc内部计数器，可以分别累计电动抓斗钢绳松驰、电源接触不良缺相、过负荷等次数，有利于通过数据累计对设备故障进行分析。

技术特征：

1.一种电动抓斗保护系统，其特征在于，包括plc(4)，分别与plc(4)电连接的感应开关(1)、电流变送器(6)、抓斗张开交流接触器(7)、抓斗闭合交流接触器(8)，电流变送器(6)用于采样电动抓斗电流信息并传输给plc(4)，感应开关(1)用于控制电流变送器(6)是否将采样的电动抓斗电流信息传输给plc(4)。

2.根据权利要求1所述的一种电动抓斗保护系统，其特征在于，还包括中间继电器km3、中间继电器km4，抓斗张开交流接触器(7)包括km1线圈、km1触点，抓斗闭合交流接触器(8)包括km2线圈、km2触点，km1线圈、km2触点、km3触点相互串联构成第一控制支路，km2线圈、km1触点、km4触点相互串联构成第二控制支路；km1触点的一端、km2触点的一端分别与plc(4)的两个输入端子电连接，km1触点的另一端、km2触点的另一端均电连接有24v直接电源；km3线圈的一端、km4线圈的一端分别与plc(4)的两个输出端子电连接，km3线圈的另一端、km4线圈的另一端均接地；第一控制支路、第二控制支路并联后的电路结构的一端用于与三相电动机的a相、b相或c相电连接，第一控制支路、第二控制支路并联后的电路结构的另一端用于与零线电连接。

3.根据权利要求2所述的一种电动抓斗保护系统，其特征在于，还包括与plc(4)、电流变送器(6)分别电连接的模拟量模块(5)。

4.根据权利要求3所述的一种电动抓斗保护系统，其特征在于，还包括信号发射模块(2)、信号接收模块(9)，感应开关(1)、信号发射模块(2)、信号接收模块(9)、plc(4)连接，信号发射模块(2)能控制感应开关(1)与plc(4)之间信号传输的通或断，信号接收模块(9)能控制感应开关(1)与plc(4)之间信号传输的通或断。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种电动抓斗保护系统，其特征在于，感应开关(1)为接近开关、行程开关或红外开关。

6.根据权利要求5所述的一种电动抓斗保护系统，其特征在于，感应开关(1)设于电动抓斗吊滑轮槽方内。

7.一种电动抓斗保护系统的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至6任一项所述的一种电动抓斗保护系统，当三相电机电流的不平衡度大于10％时，plc(4)控制抓斗张开交流接触器(7)、抓斗闭合交流接触器(8)停止响应时间10ms～100ms。

8.根据权利要求7所述的一种电动抓斗保护系统的控制方法，其特征在于，三相电机电流的不平衡度大于10％的计算公式如下：

9.根据权利要求7或8所述的一种电动抓斗保护系统的控制方法，其特征在于，当电流变送器(6)用于采样电动抓斗电流大于电动抓斗的电动机工作电流或电动抓斗的电动机额定电流时，plc(4)控制抓斗张开交流接触器(7)、抓斗闭合交流接触器(8)响应时间10ms-100ms。

10.根据权利要求7所述的一种电动抓斗保护系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及起重机运动控制技术领域，公开了一种电动抓斗保护系统及其控制方法，该系统，包括PLC，分别与PLC电连接的感应开关、电流变送器、抓斗张开交流接触器、抓斗闭合交流接触器，电流变送器用于采样电动抓斗电流信息并传输给PLC，感应开关用于控制电流变送器是否将采样的电动抓斗电流信息传输给PLC。本发明解决了现有技术存在的不能准确控制抓斗打开和闭合限位、保护效果差等问题。

技术研发人员：朱桂芳,王作庆,王勇,李正虎,朱仲扬,陈兴爽
受保护的技术使用者：四川郎酒股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13