门座式起重机吊钩工况非刚性连接的同步控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于门座式起重机吊钩工况的控制装置，特别是一种支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机工作于吊钩工况的门座式起重机吊钩工况非刚性连接的同步控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，门座式多功能起重机根据其抓取货物的特性可工作在抓斗或吊钩工况。其支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机输出轴之间无刚性连接。
[0003]运行于抓斗工况时:其支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机在开斗抓取散料时是分别受控的，即其速度给定指令是不同的，两者之间无位置同步的要求，在闭斗完成并上升下降时，两台电机做同步运行，其速度给定指令相同，其位置同步性可由外部PLC控制器根据记录静态时开斗与闭斗时两台电机的位置差来实时保证。
[0004]运行于吊钩工况时，支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机相当于通过外挂吊钩实现非刚性连接，两者的速度给定指令相同，但其位置差无法像抓斗工况那样进行静态记录。通常两台电机的速度一致性及位置同步性是依靠两台同品牌的变频器驱动两台参数一致的电机来保证的，但是在控制过程中，只有电机轴转速是受闭环控制的，而且变频器接受的外部指令也只有速度给定指令，没有位置给定指令，这种速度闭环控制的特性是稳态速度差为零，但是加减速时的速度差不为零，由于电机轴的位置实际上不受控，因此任何由于电机参数的不一致、变频器控制特性不一致导致的位置差都无法被控制为零，尤其在操作员频繁点动吊钩时，位置差更变得明显，当位置差大到使支持绳或者开闭绳末端的配重块嵌入吊钩的滑轮当中时，滑轮很容易被配重块顶坏，严重时会导致支持绳或开闭绳从吊钩中脱落，导致重物意外下坠的事故。如果支持绳电机与开闭绳电机采用不同品牌的变频器驱动，由于不同品牌变频器的动态控制特性不一致性更大，则在吊钩工况时，支持绳与开闭绳位置不同步的现象更容易发生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种将速度给定进行积分得到位置给定的方法，并同时实现位置闭环控制和速度闭环控制，能够在吊钩工况的动态过程中严格保证开闭绳与支持绳的全程同步，避免由于不同步造成的滑轮损坏问题以及更严重的重物下坠事故的门座式起重机吊钩工况非刚性连接的同步控制方法，以克服普通变频器只有速度闭环控制导致抓斗式起重器运行于吊钩工况下无法实现开闭绳与支持绳位置同步的不足。
[0006]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0007]一种门座式起重机吊钩工况非刚性连接的同步控制方法，所述起重机吊钩由支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机控制工作，所述支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机分别由支持绳驱动电机控制变频器与开闭绳电机控制变频器控制，两个变频器的速度给定曲线完全一样，通过对所述速度给定曲线积分得到电机的位置给定曲线，其特点是:两台变频器分别对由脉冲编码器得到的速度反馈信号进行积分，生成位置反馈信号，位置给定信号与位置反馈信号的差值经过一个比例调节器后生成实际的速度给定值，该速度给定与速度反馈信号的差值再经过传统的比例积分调节器生成矢量控制方式下的转矩给定信号，控制电机的输出转矩。
[0008]一种门座式起重机吊钩工况非刚性连接的同步控制方法，所述起重机吊钩由支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机控制工作，所述支持绳驱动电机与开闭绳驱动电机由支持绳驱动电机控制变频器与开闭绳电机控制变频器控制，其特点是:将支持绳驱动电机控制变频器设为给定曲线控制变频器，支持绳驱动电机控制变频器按照输入的速度给定曲线做速度闭环运行；将开闭绳电机控制变频器设为跟踪控制变频器，开闭绳电机控制变频器同时获取支持绳驱动电机控制变频器的速度反馈信号和自身控制电机的速度反馈信号，将支持绳驱动电机控制变频器所控制电机的速度反馈信号进行积分得到支持绳驱动电机控制变频器所控制电机的位置信号，再将所述电机的位置信号与自身控制电机的速度反馈信号积分得到的位置信号之差经过比例调节器后得到自身控制电机的速度给定信号，将得到自身控制电机的速度给定信号与自身控制电机的速度反馈信号之差经过比例积分调节器后得到采用既有技术的矢量控制方式下的自身控制电机的转矩给定信号，从而调节自身控制电机的转矩输出；
[0009]或者
[0010]将开闭绳电机控制变频器设为给定曲线控制变频器，将支持绳驱动电机控制变频器设为跟踪控制变频器。
[0011]本发明的有益效果是:在门座式起重机工作于吊钩工况时，如果支持绳驱动电机与开闭绳电机所用变频器相同，则可通过本发明的方法对速度信号积分生成位置给定信号，使得电机工作于位置闭环与速度闭环状态下，实现两台电机的位置同步；本发明在门座式起重机工作于吊钩工况时，如果支持绳驱动电机与开闭绳电机所用变频器不相同，则可由其中一台可修改程序的变频器通过本发明的方法读取自身和另一台电机的转速反馈信号，通过对另一台电机的速度反馈信号积分得到自身的位置给定信号，使得自身电机工作于位置闭环与速度闭环状态下，实现对另一台电机的位置跟随，从而实现两台电机的位置同步。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例1的系统结构原理图。
[0013]图2为本发明实施例1的控制原理图。
[0014]图3为本发明实施例2的系统结构原理图。
[0015]图4为本发明实施例2的控制原理图。
[0016]图中:1-吊钩，2-吊钩滑轮，3-支持绳卷筒，4-开闭绳卷筒，5-开闭绳平衡块，6-支持绳平衡块，7-支持绳电机，8-开闭绳电机，9-支持绳电机变频器，10-开闭绳电机变频器，11-支持绳电机速度编码器，12-开闭绳电机速度编码器。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0018]开闭绳电机控制变频器与支持绳电机控制变频器在吊钩工况下会接受相同的外部速度给定信号，速度信号给定的方式可以通过端子组合给定或者通信给定，结合变频器内部的加减速时间设定生成电机的速度给定曲线，两个变频器的速度给定曲线是完全一样的，如果两台电机只受相同速度给定曲线的控制，那么电机参数和变频器控制参数的微小不一致都会导致两台电机的位置不完全同步。因此，通过对所述速度给定曲线积分会得到电机的位置给定曲线，两台电机的位置给定曲线也是完全一样的，此时，两台变频器分别对由脉冲编码器得到的速度反馈信号进行积分，生成位置反馈信号，位置给定信号与位置反馈信号的差值经过一个比例调节器后生成实际的速度给定值，该速度给定与速度反馈信号的差值再经过传统的比例积分调节器生成矢量控制方式下的转矩给定信号，控制电机的输出转矩。由于引入了位置闭环，且两台电机的位置指令完全一致，则在变频器控制电机运行的任何时刻都能保证两台电机的位置同步，从而避免了不同步带来的后果。
[0019]以上的控制方式得以实现的前提是两台变频器都能运行同样的控制程序，当两台变频器之一为其他品牌变频器时，由于无法更改其控制方式，需要另一台能够修改控制程序的变频器对其他品牌变频器做位置跟踪。此时，其他品牌变频器仍按照输入的速度给定曲线做速度闭环运行，另一台能够修改控制程序的变频器同时获取其他品牌变频器所控制电机的速度反馈信号和自身控制电机的速度反馈信号，将其他品牌变频器所控制电机的速度反馈信号进行积分得到其他品牌变频器所控制电机的位置信号，将其与自身控制电机的速度反馈信号积分得到的位置信号之差经过比例调节器后得到自身控制电机的速度给定信号，将其与自身控制电机的速度反馈信号之差经过比例积分调节器后得到采用既有技术的矢量控制方式下的自身控制电机的转矩给定信号，从而调节自身控制电机的转矩输出。
[0020]实施例1:
[0021 ] 如图1所示，支持绳变频器9驱动支持绳电机7带动支持绳卷筒3转动，开闭绳变频器10驱动开闭绳电机8带动开闭绳卷