本发明涉及输电线路施工机械，尤其是指一种电动绳盘收放装置控制系统及控制方法。
背景技术：
1、输电线路施工各个工序中经常需要进行大量绳索的收放作业，这里涉及的绳索包括各型钢丝绳、迪力码绳等，出于运输和使用的考虑，绳索一般收纳于标准化专用绳盘中。当配合牵引机或者绞磨等牵引设备进行绳索收放作业时，收放装置必须保证绳盘和牵引设备卷筒之间的绳索保持一定的张紧力，才能保证绳索和卷筒之间保持相对静止状态，安全的进行收放作业。当独立用于绳索的张力展放时，需要根据架空高度的要求，调整绳盘上展放的绳索保持相应的张力，安全的进行展放作业；同时，为了进行上述工作而需要进行的施工准备阶段，经常需要手动控制绳盘进行绳索的收纳或送出，此时需要比较方便的进行收放速度的调整。
2、基于上述的施工需求进行分析，就绳盘的控制而言，从能量转化的角度来看，当进行收放绳作业时，收放装置需要消耗自身配备的动力转化为机械能来驱动绳盘转动，当进行展放作业时，收放装置需要控制绳盘来提供适当的阻力，此时绳盘在绳索的驱动力下被动旋转，实际上是消耗机械能的过程，因此存在着能量回收并存储的可能。
3、在以上描述的施工场景中，从当前现状看，或没有专用的绳盘收放装置时，往往采用人力拉拽的方式，不仅占用较多的作业人员，也不能保证拉力的持续和稳定，往往由于人为疏忽造成跑线等安全事故。或绳盘收放装置采用机械或液压等传动方式时，一般采用内燃机作为动力，在收绳作业时需要消耗化石能源，而在展放作业时无法回收能量，只能通过机械装置/传动介质的发热进行耗散，能量利用效率低下。或因绳盘收放功能较为单一，不能覆盖全作业场景机械化的需求，同时不能精确的计量工作参数并实时显示，可能因为过载或人为失误导致安全风险。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明公开了一种电动绳盘收放装置控制系统及控制方法。
2、本发明所采用的技术方案如下：
3、第一方面，一种电动绳盘收放装置控制系统，包括：绳盘支架总成和控制柜；所述绳盘支架总成和所述控制柜连接；
4、所述绳盘支架总成包括机架、线盘轴和驱动单元；所述机架和线盘轴用于安装绳盘，所述绳盘可以用于收纳绳索；所述驱动单元用于驱动所述线盘轴；所述驱动单元还包括电机、减速机和制动器；所述电机用于提供驱动或制动力矩；所述减速机用于驱动转速和扭矩的匹配；所述制动器用于提供关闭或故障所述驱动单元时所需的机械制动；
5、所述控制柜包括动力电池、电机控制器、显示控制器和工作开关；所述动力电池被设置为电能输出和回收储能元件；所述电机控制器和所述驱动单元连接，用于控制所述驱动单元；所述电机控制器和所述显示控制器连接；所述显示控制器和所述动力电池连接，用于实时监测所述动力电池状态；所述工作开关和所述显示控制器连接，用于选择所述控制柜停止和自动工作状态以及手动控制所述电机正转或反转，以控制所述线盘轴收线或者放线；
6、其中，自动模式下，当绳盘处于收线状态时，所述显示控制器根据其采集到的所述动力电池的参数信息给电机控制器发送控制信号，电机控制器根据接收到的控制信号，由所述动力电池供给电能，控制所述驱动单元驱动所述线盘轴转动，以控制所述线盘轴收线，以实现所述动力电池提供的电能转换为机械能；自动模式下，当绳盘处于张力放线状态时，所述线盘轴放线驱动所述驱动单元转动并将转动得到的机械能通过电机控制器回充至动力电池，以实现所述线盘轴旋转的机械能转换为电能并储存于所述动力电池；手动模式下，由所述动力电池供给电能，控制所述驱动单元驱动所述线盘轴正向转动或者反向转动，以控制所述线盘轴收线或放线，收线或放线的速度通过所述显示控制器进行配置和调整，以实现所述动力电池提供的电能转换为机械能。
7、在本发明的一个实施例中，所述工作开关包括电源开关、模式开关和方向开关；所述电源开关为两位定位开关，用于开启或关闭电动绳盘收放装置控制系统；所述模式开关为两位定位开关，用于设置所述驱动单元的工作模式；所述方向开关为三位定位或自复位开关；其中，当工作开关设置为主动工况时，通过所述工作开关可以实现驱动单元或绳盘的正转、反转或停止。
8、在本发明的一个实施例中，所述控制柜还包括制动电阻、温度传感器和散热风扇；所述制动电阻和所述电机控制器连接；所述温度传感器和所述制动电阻连接，并和所述显示控制器连接，用于实时测量所述制动电阻的温度；所述散热风扇和所述显示控制器连接；当所述制动电阻的温度超过标定上限值时，所述显示控制器控制所述散热风扇对所述制动电阻进行散热；当所述制动电阻温度低于标定下限值时，所述显示控制器控制所述散热风扇停止工作。
9、在本发明的一个实施例中，所述控制柜还包括声光报警器；所述声光报警器和所述显示控制器连接，提供不同颜色的指示灯和声音的组合，显示所述控制柜的不同运行状态。
10、第二方面，提供一种控制方法，包括电动绳盘收放装置控制系统与牵引设备协同作业的自动模式的控制方法以及独立实现绳盘速度控制的手动模式的控制方法，其中，
11、自动模式；
12、将工作开关置于自动，绳盘支架总成处于自动模式的工作状态；
13、自动模式下，电动绳盘收放装置控制系统进入自适应工作状态，此时电机工作于扭矩模式，始终保持牵引设备的卷筒和绳盘支架总成的绳盘之间的绳索处于张紧状态，张紧力和电机的扭矩相对应；通过显示控制器设定和更改驱动单元的扭矩；当牵引设备牵引时，显示控制器根据动力电池提供的电能给电机控制器发送控制信号，电机控制器根据接收到的控制信号控制电机驱动线盘轴转动，以控制线盘轴收线，以实现动力电池提供的电能转换为机械能；绳索保持拉力收纳在绳盘支架总成绳盘上；当牵引设备反向送线时，线盘轴放线驱动电机转动并将转动得到的机械能通过电机控制器返回至动力电池，以实现线盘轴旋转的机械能转换为电能；牵引设备停止时，绳盘支架总成的绳索保持拉力待机；
14、手动模式：
15、将工作开关置于手动，绳盘支架总成处于手动模式的工作状态；
16、当工作开关位于停止位置时，显示控制器控制电机控制器停止输出电流，同时制动器处于制动状态，此时绳盘支架总成的绳盘处于静止状态；当工作开关位于收线位置时，显示控制器控制电机控制器按照设定速度控制电机正向旋转，同时控制制动器处于解除制动状态，驱动绳盘支架总成的绳盘收线，旋转速度可以通过显示控制器进行无级连续调节；当工作开关位于送线位置时，显示控制器控制电机控制器按照设定速度控制电机反向旋转，显示控制器控制制动器处于解除制动状态，驱动绳盘支架总成的绳盘放线，旋转速度可以通过显示控制器进行无级连续调节。
17、在本发明的一个实施例中，自动模式和手动模式的切换根据显示控制器的设定，所述制动器工作和所述工作开关的切换联动。
18、在本发明的一个实施例中，自动模式下，绳索实际拉力fn自动根据显示控制器设定拉力f按照以下公式进行动态计算调整：
19、
20、当电机处于电动机状态，fx＝f×k；
21、当电机处于发电机状态，fn＝f/k；
22、式中：
23、e为动力电池当前soc值，0≤e≤1；
24、kmax为调整系数上限常数值，kmax＞1,可预先根据设计和调试设定；
25、kmin为调整系数上限常数值，kmin＜1,可预先根据设计和调试设定；
26、emax为动力电池soc高电量常数值；emin为动力电池soc低电量常数值，其中0＜emin＜emax＜1,可预先根据设计和调试设定。
27、在本发明的一个实施例中，制动电阻工作切换以动力电池soc为触发条件。自动模式下，若显示控制器监测到动力电池soc≥95％，则显示控制器发送信号至电机控制器，电机控制器根据接收到的信号控制制动电阻工作，直至动力电池soc≤90％；若显示控制器监测到电机处于发电机状态异常时，则显示控制器发送信号至电机控制器，电机控制器根据接收到的信号控制制动电阻工作，直至电压和电流值低于标定值并保持适当时间。
28、在本发明的一个实施例中，制动电阻工作切换以动力电池的电压为触发条件。自动模式下，若显示控制器监测到动力电池电压达到预设电压时，则显示控制器发送信号至电机控制器，电机控制器根据接收到的信号控制制动电阻工作，直至动力电池电压达到额定值；若显示控制器监测到电机处于发电机状态异常时，则显示控制器发送信号至电机控制器，电机控制器根据接收到的信号控制制动电阻工作，直至电压和电流值低于标定值并保持适当时间。
29、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
30、本发明所述的电动绳盘收放装置控制系统有自动和手动两种模式，既可适配绞磨协同作业，也可作为单独的设备进行绳索、线缆收放。
31、本发明所述的电动绳盘收放装置控制系统的作业参数可实时显示，故障自动监测报警、故障来源自动判断并显示。
32、本发明所述的电动绳盘收放装置控制系统基于plc控制的全电驱动，相比使用内燃机驱动，液压传动的收绳装置，无需消耗化石能源，节能环保，且输出扭矩、功率不受高海拔和低温影响。
33、本发明所述的电动绳盘收放装置控制系统中自动模式下无需进行操作速度与绞磨自动匹配，收线和送线拉力根据电池电量实时自动调整，保证绳索张紧度满足施工需求的同时对拉力进行浮动调整。
34、本发明所述的电动绳盘收放装置控制系统中电池电量较低时，减小电量消耗，增加发电量，有效延长设备使用时间；电池电量较高时，增大电量消耗减小发电量，有效降低制动电阻发热量。