一种电动卷扬启停控制方法及系统与流程

本发明涉及卷扬机，特别涉及一种电动卷扬启停控制方法。本发明还涉及一种电动卷扬启停控制系统。

背景技术：

1、随着国内基建行业的迅猛发展，各式各样的工程设备已得到广泛使用。

2、旋挖钻机是基础工程建设中广泛使用的大型桩工设备，各个旋挖钻机主机厂家为应对电动化的发展趋势，纷纷推出了对应的电动旋挖钻机。其中，卷扬机是电动旋挖钻机的主要工作机构之一。

3、传统的卷扬机控制方法，主要采用三相异步电机驱动泵组，再通过液压马达来控制卷扬机进行动作，相当于通过电机间接控制卷扬机的动作。由于卷扬机在作业过程中负荷不断变化，此种方法必须配置大功率的电机才能满足不同作业负荷变化需求，导致成本高、电机效率差。并且，通过三相异步电机对泵组的驱动来间接控制卷扬机的动作，卷扬机的动作控制精度不够细，旋挖钻机的其余工作机构容易对卷扬机的动作造成影响，稳定性不足。

4、作为改进，现有技术中的部分旋挖钻机，卷扬机控制方法采用独立电机进行直接驱动，在卷扬机停止时再用机械制动器实施锁止。此种方法电机效率较高、控制精度较高，然而，在卷扬机的启动过程中可能会出现物料较重而被动向下滑溜的情况，进而发生卷扬机失速、物料加速下落的问题，导致安全事故。

5、因此，如何防止卷扬机在启动过程中出现被动向下滑溜的情况，提高卷扬机在启动过程中的安全性和可靠性，是本领域技术人员面临的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电动卷扬启停控制方法，能够防止卷扬机在启动过程中出现被动向下滑溜的情况，提高卷扬机在启动过程中的安全性和可靠性。本发明的另一目的是提供一种电动卷扬启停控制系统。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种电动卷扬启停控制方法，包括：

3、接收启停状态控制信号；

4、若所述启停状态控制信号包括启动控制指令，则启动卷扬驱动电机并对其输出轴施加预扭矩，再判断所述卷扬驱动电机在预设时间后的实际扭矩是否达到安全启动扭矩，若是，则松开抱闸器；若否，则使所述抱闸器保持关闸状态；其中，所述安全启动扭矩为所述卷扬驱动电机的额定扭矩与安全启动系数的乘积，所述安全启动系数为可变常数。

5、优选地，若所述启停状态控制信号包括启动控制指令，则在启动所述卷扬驱动电机之前还包括：

6、将所述卷扬驱动电机的电机使能状态设置为true，并将所述卷扬驱动电机的目标转速设置为预设转速。

7、优选地，判断所述卷扬驱动电机在预设时间后的实际扭矩是否达到安全启动扭矩，具体包括：

8、判断所述卷扬驱动电机的实际扭矩是否大于或等于所述安全启动扭矩，若是，则松开所述抱闸器；若否，则继续判断所述卷扬驱动电机的扭矩响应时间是否大于或等于预设时间，若是，则使所述抱闸器保持关闸状态并关闭所述卷扬驱动电机；若否，则在所述卷扬驱动电机的扭矩响应时间等于预设时间时，转而判断所述卷扬驱动电机的实际扭矩是否大于或等于所述安全启动扭矩。

9、优选地，松开所述抱闸器，具体包括：

10、对所述抱闸器的控制阀发送开闸指令；

11、判断所述抱闸器的松闸压力是否大于或等于预设压力，若否，则继续判断所述抱闸器的压力响应时间是否大于或等于预设时间，若是，则使所述抱闸器保持关闸状态并发出启动失败警报；若否，则持续对所述抱闸器的控制阀发送开闸指令，直至所述抱闸器的压力响应时间等于预设时间。

12、优选地，若所述启停状态控制信号包括停机控制指令，则：

13、使所述卷扬驱动电机处于悬停状态；其中，悬停状态下的所述卷扬驱动电机的转速为零、输出扭矩与卷扬机上悬挂的重物形成的扭矩等大反向；

14、在所述卷扬驱动电机进入悬停状态预设时间后将所述抱闸器锁止；

15、逐渐减小所述卷扬驱动电机的输出扭矩，同时判断所述卷扬驱动电机的转速是否为零，若是，则关闭所述卷扬驱动电机；若否，则重新使所述卷扬驱动电机进入悬停状态。

16、优选地，若所述启停状态控制信号包括停机控制指令，则在使所述卷扬驱动电机处于悬停状态之前还包括：

17、将所述卷扬驱动电机的电机使能状态设置为false，并将所述卷扬驱动电机的目标转速设置为零。

18、优选地，将所述抱闸器锁止，具体包括：

19、对所述抱闸器的控制阀发送关闸指令。

20、优选地，在所述卷扬驱动电机重新进入悬停状态之后，还包括：

21、判断所述卷扬驱动电机的停机响应时间是否大于或等于预设时间，若是，则使所述卷扬驱动电机维持悬停状态并发出停机失败警报；若否，则持续对所述抱闸器的控制阀发送关闸指令，直至所述卷扬驱动电机的停机响应时间等于预设时间。

22、本发明还提供一种电动卷扬启停控制系统，包括：

23、接收模块，用于接收启停状态控制信号；

24、第一控制模块，用于在所述启停状态控制信号包括启动控制指令时，启动卷扬驱动电机并对其输出轴施加预扭矩，再判断所述卷扬驱动电机在预设时间后的实际扭矩是否达到安全启动扭矩，若是，则松开抱闸器；若否，则使所述抱闸器保持关闸状态；其中，所述安全启动扭矩为所述卷扬驱动电机的额定扭矩与安全启动系数的乘积，所述安全启动系数为可变常数。

25、优选地，还包括：

26、第二控制模块，用于在所述启停状态控制信号包括停机控制指令时，使所述卷扬驱动电机处于悬停状态；其中，悬停状态下的所述卷扬驱动电机的转速为零、输出扭矩与卷扬机上悬挂的重物形成的扭矩等大反向；

27、在所述卷扬驱动电机进入悬停状态预设时间后将所述抱闸器锁止；

28、逐渐减小所述卷扬驱动电机的输出扭矩，同时判断所述卷扬驱动电机的转速是否为零，若是，则关闭所述卷扬驱动电机；若否，则重新使所述卷扬驱动电机进入悬停状态。

29、本发明所提供的电动卷扬启停控制方法，当用户(如旋挖钻机驾驶员)在进行作业操作时，能够通过对应设备产生控制信号，相应的，在对卷扬机进行启停状态控制时，能够产生启停状态控制信号，因此在本方法第一步中，首先需要接收启停状态控制信号。在第二步中，考虑到启停状态控制信号至少包括启动控制指令和停机控制指令两种，因此需要判断具体的控制指令类型。若启停状态控制信号包括启动控制指令，则启动卷扬驱动电机并对卷扬驱动电机的输出轴施加预扭矩，使得卷扬驱动电机在刚开启动时扭矩就迅速增大，且卷扬驱动电机在刚启动时仅有扭矩迅速增大，而转速仍暂时保持为零，即还未开始旋转，因抱闸器还处于关闸锁止状态。接着，在卷扬驱动电机启动后的预设时间后，判断卷扬驱动电机的实际扭矩是否达到安全启动扭矩；该安全启动扭矩为卷扬驱动电机的额定扭矩与安全启动系数的乘积，且安全启动系数为可变常数，能够根据启动时的物料负荷等因素进行调整。当判断结果为是时，说明卷扬驱动电机在启动后的一段时间内，实际扭矩能够迅速增大至安全启动扭矩，此时能够松开抱闸器，让卷扬驱动电机开始进行旋转，以运输物料。并且，由于安全启动扭矩的存在，即使卷扬机上存在物料，卷扬驱动电机也不会被反向拖动而出现被动向下滑溜的情况。当判断结果为否时，说明卷扬驱动电机在启动后的一段时间内，由于某些因素的影响，实际扭矩无法达到安全启动扭矩，此时不能松开抱闸器，必须使抱闸器保持关闸状态，将卷扬驱动电机的输出轴锁止，防止卷扬驱动电机被物料负荷反向拖动而出现被动向下滑溜的情况。综上所述，本发明所提供的电动卷扬启停控制方法，能够防止卷扬机在启动过程中出现被动向下滑溜的情况，提高卷扬机在启动过程中的安全性和可靠性。