运行维护工作量，提高了生产效率。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明控制装置结构示意图； 图2力矩随加速度变化的斜坡函数； 图中：1、提升机，2、功率变换器，3、悬停张力释放控制系统，4、非线性电机控制系统，5、 数据处理与数据交互系统，6、人机系统，7、罐笼。
【具体实施方式】
[0014] 为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和【具体实施方式】进一步介绍本发 明的技术方案。
[0015] 实施例： 参见图1，一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置，包括提升机1、功率变换器2、悬停张 力释放控制系统3、非线性电机控制系统4、数据处理与数据交互系统5、人机系统6,功率变 换器2分别和提升机1及非线性电机控制系统4相连，悬停张力释放控制系统3分别和非线性 电机控制系统4与数据处理与交互系统5相连，人机系统6输出控制信号与数据处理与数据 交互系统5进行数据交互。提升机1采用绕线式异步电机作为提升电机，功率变换器2为多电 平PWM变换器，其功率器件为IGBT或IGCT等全控器件;悬停张力释放控制系统3包括速度控 制器31、悬停控制器32、钢丝绳张力控制器33、PLC控制器34,其中PLC控制器34采用西门子 S7-300可编程控制器。速度控制器31分别与悬停控制器32及钢丝绳张力控制器33相连，悬 停控制器32分别和速度控制器31、钢丝绳张力控制器33相连，其输出端与非线性电机控制 系统4相连。速度控制器31采集速度给定信号ω re3f和提升机实际转速ω r，构成闭环控制，同 时通过对速度信息量的比较、处理输出实际转速其幅值| ω r|、速度偏差量△ cor及幅 值| Δ cor|。悬停控制器32通过采集实际转速〇^及其幅值| cor|、速度偏差量Δ cor及幅值 Α ω r |输出控制提升机所需的电磁转矩给定信息量Tref至钢丝绳张力控制器33及非线性电 机控制系统4。钢丝绳张力控制器33同时采集悬停控制器32输出的电磁转矩给定信息量T ref 及PLC控制器34传输的行程距离，锁罐、释放等信号，输出与钢丝绳张力对应的提升机负载 信号T给非线性电机控制系统4。非线性电机系统4采用非线性反馈线性化方法或多层滑模 控制方法进行绕线式异步电机的控制，针对多电平功率变换器，非线性电机系统4采用等效 载波调制策略输出可调触发信号控制功率变换器2工作，在满足控制性能的同时，减小了系 统计算量。非线性电机系统4采用SPI通讯方式与数据处理与数据交互系统5进行串行通讯， 数据处理与数据交互系统5通过工业以太网与人机系统6进行信息通讯。
[0016]当PLC控制器检测到释放罐笼的信息时，悬停张力释放控制系统3检测由于重型设 备或货物出罐笼带来的载荷变化，对钢丝绳张力进行控制，悬停锁罐张力释放控制方法具 体的通过以下步骤实现，1)钢丝绳张力控制器主要实现在锁罐释放后提升机悬停至启动加 减速时，自适应补偿由载荷变化使钢丝绳弹性伸长量的张力，进行张力释放控制，避免罐笼 释放后上下浮动，具体的实现步骤为： 11) 钢丝绳张力控制器采集PLC控制器传输过来的罐笼下放深度L，由弹性力学可知，钢 丝绳张力模型为：
式中，S为钢丝绳的横断面积，E为钢丝绳的弹性模量； 12) 若提升点至罐笼的钢丝绳的张力伸长量为X，悬停控制释放罐笼启动时的加速度为 a，钢丝绳每米质量为m，由钢丝绳下放或提升重物的偏微分模型可知：
13) 弹性张力的传输速度取决于钢丝绳的自身参数，有：
14) 考虑悬停控制输出电磁转矩，构建钢丝绳张力模型为：
式中，g为重力加速度，4满足数理方程解
可得钢丝绳的最大/最小张力为：
2)建立力矩随加速度变化的斜坡函数，通过逐步减小张力补偿量ΛΤ，在设定的七时刻 达到钢丝绳的最小释放张力，以匹配钢丝绳的弹性伸缩量，实现张力释放控制，其斜坡函数 为：
[0017]需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保 护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保 护的范围。
【主权项】
1. 一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置及方法，其特征在于，包括提升机、功率变换 器、悬停张力释放控制系统、非线性电机控制系统、数据处理与数据交互系统、人机系统，功 率变换器分别和提升机及非线性电机控制系统相连，悬停张力释放控制系统分别和非线性 电机控制系统与数据处理与数据交互系统相连，非线性电机控制系统与数据处理与数据交 互系统采用串行通讯方式，人机系统输出控制信号通过工业W太网与数据处理与数据交互 系统进行数据交互。2. 根据权利要求1所述的一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置，其特征在于，所述的 功率变换器为多电平变换器，功率器件采用IGBT或者IGCT。3. 根据权利要求2所述的一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置，其特征在于，非线性 电机控制系统的电机控制方法为非线性控制方法，其调制策略为等效载波调制策略。4. 一种提升机悬停锁罐张力释放控制方法，其特征在于，所述方法包括W下步骤； 1) 钢丝绳张力控制器实现在锁罐释放后提升机悬停至启动加减速时，自适应补偿由载 荷变化使钢丝绳弹性伸长量的张力，进行张力释放控制，具体的实现步骤为： 11) 钢丝绳张力控制器采集化C控制器传输过来的罐笼下放深度L，由弹性力学可知，钢 丝绳张力模型为：式中，S为钢丝绳的横断面积，E为钢丝绳的弹性模量； 12) 若提升点至罐笼的钢丝绳的张力伸长量为X，悬停控制释放罐笼启动时的加速度为 a,钢丝绳每米质量为m，由钢丝绳下放或提升重物的偏微分模型可知：13) 弹性张力的传输速度取决于钢丝绳的自身参数，有：14) 考虑悬停控制输出电磁转矩，构建钢丝绳张力模型为：2) 建立力矩随加速度变化的斜坡函数，通过逐步减小张力补偿量ΔΤ，在设定的ti时刻 达到钢丝绳的最小释放张力，W匹配钢丝绳的弹性伸缩量，实现张力释放控制，其斜坡函数 为：
【专利摘要】本发明涉及一种提升机悬停锁罐张力释放控制装置及方法，该装置及方法可消除在整个锁罐过程中，装、卸载轻载或重载物品进出罐笼因钢丝绳弹性伸缩多带来的冲击，保证进出罐笼的平稳，实现短时乃至长时间罐笼的悬停锁罐释放的精确控制，提高了安全性及可靠性，同时缩短物品进出罐笼的时间，降低了运行维护工作量，提高了生产效率。
【IPC分类】B66B17/30
【公开号】CN105540393
【申请号】CN201511010920
【发明人】谭国俊, 李 浩, 何凤有, 陈家兴, 刘毅
【申请人】徐州中矿大传动与自动化有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月30日