专利名称：起重机控制系统及包含该控制系统的起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及起重机控制领域，尤其涉及一种起重机控制系统及包含 该控制系统的起重机。
背景技术：
通常起重机包括塔身11、转臂12、操纵室13、配重块14以及挂钩15， 其通过提升控制实现主钩15的垂向运动、通过变幅控制实现主钩15的水平 运动、通过回转控制实现转臂12绕塔身11转动。通过上述三种控制，起重 机实现了主钩15的立体三维运行，从而可以将重物搬运到指定位置。
随着变频器技术的不断成熟，起重机控制系统越来越多的采用变频控制 技术，即通过变频器实现起重机的提升控制、变幅控制以及回转控制。这种 系统具有节能、控制过程平稳、机械结构简单等特点。为了实现这三维的变 频控制，起重机需要使用3个变频器来分别驱动每个方向的控制电动机，如 图1所示。可编程逻辑控制器(以下简称PLC) 21将起重机的提升、变幅、 回转三种控制逻辑集中在一起，其收集起重机的操作命令、起重机位置信号 等，根据内部逻辑形成提升用变频器22、回转用变频器23以及变幅用变频器 24的控制指令，实现电动机25、 26、 27的运转，从而完成起重机的提升、变 幅、回转控制。
然而，在上述变频控制系统中，PLC21的程序需由熟悉起重机控制的专 业技术人员来编写，而且根据不同的使用场合、起重机类型等进行现场程序 更改。因此，该控制系统对调试维护人员有一定技术要求，人员成本高；另 外，每次现场更改程序软件，完全依赖人员的经验、水平，如果修改不当， 存在安全隐患。此外，上述控制系统不易卖现现场维护、产品归档记录等规 范化管理。此外，在上述变频控制系统中，由于采用集中控制方案， 一旦PLC21出 现异常，起重机将无法工作。特别是其中一种工况不满足条件后，系统就无 法使用。比如起重机将重物提升起来后，如果回转控制部分的电气发生异常， 导致PLC21损坏或者不能工作，起重机就无法将重物释放下来，存在安全隐 患。此外，PLC21集中了所有控制线路，这些接线也增加了对电气接线人员 的要求，为系统布线带来麻烦。
并且在这种变频控制系统中，PLC 21与变频器22、 23、 24之间往往具有 多根连线，PLC21通过这些连线传递命令给变频器22、 23、 24。这种连接方 式，他们之间的交互信息很少，控制逻辑无法识别出变频器的运行电流、运 行速度等信息，因此只有在发生变频器故障后，起重机的控制逻辑才能停止 工作，存在潜在危险。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述起重机控制系统由于三个 变频器的控制逻辑集中在单一的可编程逻辑控制器而导致连接复杂、维护成 本高的缺陷，提供一种起重机控制系统及包含该控制系统的起重机。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，构造一种起重机控制系统， 包括提升电机、回转电机以及变幅电机，还包括连接到提升操作命令信号线 的提升变频驱动器、连接到回转操作命令信号线的回转变频驱动器以及连接 到变幅操作命令信号线的变幅变频驱动器，其中所述提升变频驱动器的输出 端连接到所述提升电机的输入端，所述回转变频驱动器的输出端连接到回转 电机的输入端，所述变幅变频驱动器的输出端连接到变幅电机的输入端，所 述提升变频驱动器、回转变频驱动器以及变幅变频驱动器中的每一个包括变 频控制电路和电机驱动电路，其中所述变频控制电路其输入端连接操作命令 信号线、输出端连接到电机驱动电路的输入端，所述电机驱动电路的输出端 连接到电机。
在本实用新型所述的起重机控制系统中，所述电机驱动电路还包括有连 接到电机制动装置的制动电路。在本实用新型所述的起重机控制系统中，所述变频控制电路和电机之间 还连接有状态反馈信号线。
在本实用新型所述的起重机控制系统中，所述电机驱动电路上还设有采 集所述电机驱动电路状态并将所述状态信号发送到变频控制电路的电源电 路。
在本实用新型所述的起重机控制系统中，所述变频控制电路包括控制逻 辑部分、输入输出处理部分、电机控制算法处理部分以及编码器处理部分。
本实用新型还提供一种包括上述控制系统的起重机，包括塔身、转臂、 主钩以及提升电机、回转电机以及变幅电机，还包括连接到提升操作命令信 号线的提升变频驱动器、连接到回转操作命令信号线的回转变频驱动器以及 连接到变幅操作命令信号线的变幅变频驱动器，其中所述提升变频驱动器的 输出端连接到所述提升电机的输入端，所述回转变频驱动器的输出端连接到 回转电机的输入端，所述变幅变频驱动器的输出端连接到变幅电机的输入端， 所述提升变频驱动器、回转变频驱动器以及变幅变频驱动器中的至少一个都 包括变频控制电路和电机驱动电路，其中所述变频控制电路的输入端连接操 作命令信号线、输出端连接到电机驱动电路的输入端，所述电机驱动电路的 输出端连接到电机。
在本实用新型所述的起重机中，所述电机驱动电路还包括有连接到电机 制动装置的制动电路。
在本实用新型所述的起重机中，所述变频控制电路和电机之间还连接有 状态反馈信号线。
本实用新型的起重机控制系统及包含该控制系统的起重机，通过将三个 电机的控制逻辑分散到三个独立的变频驱动器，使得连接简单、维护成本相 对较低。并且，本实用新型将控制逻辑与变频器结合为一体，避免了控制逻 辑与变频器之间的接线，消除了原有系统中的安全隐患。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是现有起重机的结构示意图2是现有起重机控制系统的结构框图3是本实用新型起重机系统实施例的结构示意图4是图3中变幅变频驱动器的结构示意图。
具体实施方式
如图3所示，是一种本实用新型起重机系统实施例的结构示意图。该起 重机控制系统中包括分别用于使吊装的货物提升、回转、以及变幅的提升电 机34、回转电机35以及变幅电机36。上述提升电机34、回转电机35以及变 幅电机36分别由提升变频驱动器31、回转变频驱动器32以及变幅变频驱动 器33控制运行，其中提升变频驱动器31的输出端连接到提升电机34的输入 端，回转变频驱动器32的输出端连接到回转电机35的输入端，变幅变频驱 动器33的输出端连接到变幅电机36的输入端。上述提升变频驱动器31、回 转变频驱动器32以及变幅变频驱动器33分别通过提升操作命令信号线、回 转操作命令信号线以及变幅操作命令信号线连接到操纵室的操作面板，以分 别接收提升操作命令、回转操作命令以及变幅操作命令。
在本实施例中，提升变频驱动器31、回转变频驱动器32以及变幅变频驱 动器33分别用于实现相应动作的控制逻辑以及电机驱动，使得逻辑控制与变 频器结合为一体，避免了控制逻辑与变频器之间的接线，消除了原有系统中 的安全隐患。上述提升变频驱动器31、回转变频驱动器32以及变幅变频驱动 器33中的每一个具体包括变频控制电路和电机驱动电路，其中变频控制电路 包括变频控制逻辑和起重控制逻辑(提升控制、回转控制或者变幅控制逻辑 中至少一种)，变频控制电路的输入端连接操作命令信号线、输出端连接到电 机驱动电路的输入端，电机驱动电路的输出端连接到电机。
上述提升变频驱动器31、回转变频驱动器32以及变幅变频驱动器33分 别安装于起重机的不同位置，例如电机附近，并独立控制一个电机的运行， 从而使吊装货物的主钩做相应的动作。由于控制逻辑分散到了不同的变频驱 动器，因此各变频驱动器的安装位置可以相对灵活，各个变频驱动器的接线也相对简单。
当然在实际应用中，也可将任意两个变频驱动器的控制逻辑结合在一起， 而保持另一个变频驱动器控制逻辑相对独立。此外，也可仅提升变频驱动器
31、回转变频驱动器32以及变幅变频驱动器33中的一个采用逻辑控制和变 频控制结合在一起，而其它两个采用现有方式控制对应电机。
如图4所示，是图3中变幅变频驱动器33的结构示意图。变幅变频驱动 器33包括有变频控制电路331和电机驱动电路332，其中变频控制电路331 用于实现控制逻辑，而电机驱动电路332则包括用于实现电机驱动电机控制 电路339。
此外，上述电机驱动电路332还包括有连接到电机制动装置的制动电路 333,其可根据起重机的工作进行能耗制动。
在变频控制电路331和电机336之间还连接有状态反馈信号线，从而将 电机336的运行状态(例如电机336的运转速度等)通知变频控制逻辑331。 变频控制电路331在实现控制逻辑的时候，可加入状态反馈信号，从而使控 制逻辑更加优化。
在电机驱动电路332上还可设置电源电路334，将状态(例如电流强度等) 信号发送到变频控制电路331。变频控制电路331在实现控制逻辑的时候，可 加入状态信号，从而使控制逻辑更加优化。
在本实施例中，由于逻辑控制与变频器结合在一起，因此不再需要控制 逻辑与变频部分之间的连线，使控制柜生产更简单，潜在故障点减少。同时 逻辑控制可以及时收集变频部分的运行电流信号，特别是在提升控制中，为 了在打开抱闸之前确保变频器的力矩足够提升重物，控制逻辑判断变频器电 流已经足够大后才将抱闸打开，提高系统的可靠性。
还可设置一个操作面板(图中未示出)，该操作面板与控制板中的变频控 制电路331连接，以进行操作参数设置，以适应不同的应用场合。通过该操 作面板，使得现场维护方便，可靠性高。
在具体实现时，变频控制电路331包括控制逻辑部分338、输入输出处理 部分336、电机控制算法处理部分337以及编码器处理部分335。上述的控制系统可应用于包括塔身、转臂以及主钩的起重机中，从而实 现货物的吊装和搬运
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护 范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技 术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1、一种起重机控制系统，包括提升电机、回转电机以及变幅电机，其特征在于，还包括连接到提升操作命令信号线的提升变频驱动器、连接到回转操作命令信号线的回转变频驱动器以及连接到变幅操作命令信号线的变幅变频驱动器，其中所述提升变频驱动器的输出端连接到所述提升电机的输入端，所述回转变频驱动器的输出端连接到回转电机的输入端，所述变幅变频驱动器的输出端连接到变幅电机的输入端，所述提升变频驱动器、回转变频驱动器以及变幅变频驱动器中的至少一个包括变频控制电路和电机驱动电路，其中所述变频控制电路包括变频控制和起重控制逻辑，所诉变频控制电路的输入端连接操作命令信号线、输出端连接到电机驱动电路的输入端，所述电机驱动电路的输出端连接到电机。
2、 根据权利要求1所述的起重机控制系统，其特征在于，所述电机驱动电路还包括有连接到电机制动装置的制动电路。
3、 根据权利要求1所述的起重机控制系统，其特征在于，所述变频控制 电路和电机之间还连接有状态反馈信号线。
4、 根据权利要求1-3中任一项所述的起重机控制系统，其特征在于，所 述电机驱动电路设有将状态信号发送到变频控制电路的电源电路。
5、 根据权利要求1所述的起重机控制系统，其特征在于，所述变频控制 电路至少包括控制逻辑部分、输入输出处理部分、电机控制算法处理部分以 及编码器处理部分。
6、 一种包括权利要求1的控制系统的起重机，包括塔身、转臂、主钩以 及提升电机、回转电机以及变幅电机，其特征在于，还包括连接到提升操作 命令信号线的提升变频驱动器、连接到回转操作命令信号线的回转变频驱动 器以及连接到变幅操作命令信号线的变幅变频驱动器，其中所述提升变频驱 动器的输出端连接到所述提升电机的输入端，所述回转变频驱动器的输出端 连接到回转电机的输入端，所述变幅变频驱动器的输出端连接到变幅电机的 输入端，所述提升变频驱动器、回转变频驱动器以及变幅变频驱动器中的至少一个包括变频控制电路和电机驱动电路，其中所述变频控制电路包括变频 控制和起重控制逻辑，所诉变频控制电路的输入端连接操作命令信号线、输 出端连接到电机驱动电路的输入端，所述电机驱动电路的输出端连接到电机。
7、 根据权利要求6所述的起重机，其特征在于，所述电机驱动电路还包 括有连接到电机制动装置的制动电路。
8、 根据权利要求6所述的起重机，其特征在于，所述变频控制电路和电 机之间还连接有状态反馈信号线。
专利摘要本实用新型一种起重机控制系统，包括提升电机、回转电机、变幅电机、连接到提升操作命令信号线的提升变频驱动器、连接到回转操作命令信号线的回转变频驱动器以及连接到变幅操作命令信号线的变幅变频驱动器，其中所述提升变频驱动器的输出端连接到所述提升电机的输入端，所述回转变频驱动器的输出端连接到回转电机的输入端，所述变幅变频驱动器的输出端连接到变幅电机的输入端，所述提升变频驱动器、回转变频驱动器以及变幅变频驱动器中的至少一个包括变频控制电路和电机驱动电路。本实用新型还提供一种对应的起重机。本实用新型通过将三个电机的控制逻辑分散到三个独立的变频驱动器，使得连接简单、维护成本相对较低。
文档编号B66C23/00GK201240778SQ20082009481
公开日2009年5月20日 申请日期2008年6月11日 优先权日2008年6月11日
发明者傅晓洲, 刘宇川, 李泽刚, 杨十全, 建 陈 申请人:苏州默纳克控制技术有限公司;深圳市汇川技术股份有限公司