专利名称：数字智能起重机的控制方法、控制系统及起重机控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及起重机控制技术领域，更具体的说，是涉及一种数字智能起重机的控制方法、控制系统及起重机控制器。
背景技术：
随着现有工业的不断发展，起重机已经成为工矿企业中应用十分广泛的一种机械设备，例如:矿业、冶金、炼炭、水泥和电力等行业。具体的，起重机用于对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备。传统的起重机控制方式是使用接触器和机械按钮等器件组成，目前的起重机控制主要用于实现电机的合断和正反转，主要采用绕线式交流异步电机，转子回路内串入多端外接电阻调速，采用凸轮控制器、继电器-接触器控制，随着智能化的不断发展，这种传统的电气控制方式已经无法满足智能化起重机的发展方向，其主要缺点是:继电器-接触器控制在频繁切换的情况下，冲击电流较大，致使触头烧损、电刷冒火、电动机以及转子所串电阻烧损和断裂故障时有发生，其故障率很高，影响起重机的正常工作。因此，提供一种数字智能起重机的控制方法、控制系统及起重机控制器，以减小冲击电流和降低故障率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种数字智能起重机的控制方法、控制系统及起重机控制器，以克服现有技术中由于继电器-接触器控制在频繁切换的情况下，冲击电流较大，致使触头烧损、电刷冒火、电动机以及转子所串电阻烧损和断裂故障时有发生，其故障率很高，影响起重机的正常工作的问题。
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为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:—种数字智能起重机的控制方法，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制方法包括:S1、接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令；S2、采集所述传感器的状态信息，并将所述状态信息进行数据加工处理，传输至液晶丰旲块进行显不;S3、根据所述控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转；S4、通过有线RS485或者无线Zigbee的方式接收所述控制指令和调速指令，控制所述数字智能起重机运行。其中，所述步骤S3之前还包括:检测操纵杆的状态变化，根据预设算法和控制决策程序获取控制结论，所述控制结论为是否发出控制指令或是向哪个控制模块发出相应的控制指令和调速指令。其中，所述步骤S3之前还包括:
判断所述起重机是否处于故障状态，所述故障状态包括:限位开关顶死、电机堵转、电机转速过快、电源过压或缺相、风速超量和起重量超量，在上述不同的故障状态下所述控制决策算法给出的控制结构不同，进而来控制电机的运行。本发明在上述公开的一种数字智能起重机的控制方法基础上，还公开了一种数字智能起重机的控制系统，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制系统包括:接收模块，用于接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令；采集显示模块，用于采集所述传感器的状态信息，并将所述状态信息进行数据加工处理，传输至液晶模块进行显示；控制模块，用于根据所述控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转；运行模块，用于通过有线RS485或者无线Zigbee的方式接收所述控制指令和调速指令，控制所述数字智能起重机运行。其中，所述采集显示模块和所述控制模块之间还包括:检测模块，用于检测操纵杆的状态变化，根据预设算法和控制决策程序获取控制结论，所述控制结论为是否发出控制指令或是向哪个控制模块发出相应的控制指令和调速指令。其中，所述采集显示模块和所述控制模块之间还包括:
判断模块，用于判断所述起重机是否处于故障状态，所述故障状态包括:限位开关顶死、电机堵转、电机转速过快、电源过压或缺相、风速超量和起重量超量，在上述不同的故障状态下所述控制决策算法给出的控制结构不同，进而来控制电机的运行。本发明还公开了一种起重机控制器，包括:一个电源；与所述电源相连，将所述电源的输出电压转换为预设电压的一个电压反馈模块；与所述电压反馈模块相连的一个微处理器；与所述微处理器电连接，接收起重机的输出信号的至少一个开关量输出模块；与所述微处理器电连接，接收起重机的输入信号的至少一个开关量输入模块；与所述微处理器相连，控制起重机上的电机运行状态的至少一个控制模块。优选的，还包括:与所述微处理器相连，进行数据通信的通信接口。其中，所述微处理器包括:检测起重机电机的通断情况的通断检测单元；检测电机电流的过零点的过零检测单元。优选的，还包括:与所述微处理器相连，当起重机发生故障时，发出声光警报的报警装置，所述报警装置包括LED指示灯和/或声音报警器。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种数字智能起重机的控制方法及控制系统，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制方法包括:接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令；采集传感器的状态信息，并将状态信息进行数据加工处理，传输至液晶模块进行显示；根据控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转；通过有线RS485或者无线Zigbee的方式接收控制指令和调速指令，控制数字智能起重机运行。该方法采用开关量控制和通信控制相结合的控制方式，其中开关量控制通过外部开关量输入接口控制电机正反转，这种控制方式不要求通讯地址，并且暂时无法进行换挡操作；通信控制通过RS485总线控制正反转，其要求总线上通讯地址不重复，两种控制方式必须接电阻箱，避免固态继电器受电机直接启动的大电流冲击，降低故障率，使起重机正常工作。另外，本发明公开的一种起重机控制器，由于该控制器可以共用同一个电源、微处理器，使得多象限的起重机的线路简单，成本低。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的一种数字智能起重机的控制方法流程图；图2为本发明实施例公开的一种数字智能起重机的控制原理图；图3为本发明实施例公开的另一种数字智能起重机的控制方法流程图；图4为本发明实施例公开的一种数字智能起重机的控制系统结构示意图；图5为本发明实施例公开的另一种数字智能起重机的控制系统结构示意图；图6为本发明实施例公开的一种起重机控制器的结构示意图；图7为本发明实施例公开的另一种起重机控制器的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明公开了一种数字智能起重机的控制方法及控制系统，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制方法包括:接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令；采集传感器的状态信息，并将状态信息进行数据加工处理，传输至液晶模块进行显示；根据控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转；通过有线RS485或者无线Zigbee的方式接收控制指令和调速指令，控制数字智能起重机运行。该方法采用开关量控制和通信控制相结合的控制方式，其中开关量控制通过外部开关量输入接口控制电机正反转，这种控制方式不要求通讯地址，并且暂时无法进行换挡操作；通信控制通过RS485总线控制正反转，其要求总线上通讯地址不重复，两种控制方式必须接电阻箱， 避免固态继电器受电机直接启动的大电流冲击，降低故障率，使起重机正常工作。另外，本发明公开的一种起重机控制器，由于该控制器可以共用同一个电源、微处理器，使得多象限的起重机的线路简单，成本低。
请参阅附图1，为本发明公开的一种数字智能起重机的控制方法流程图。本发明实施例公开了一种数字智能起重机的控制方法，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制方法步骤包括:步骤S1、接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令。控制主板接收操作者的指令，并发出控制指令，同时收集各个传感器的状态信息，此外控制主板还有8个外部开关量扩展输入接口，不论在任何时刻，控制台轮流循环的向各个传感器发送信息采集指令，并将采集回来的传感器数据加工处理，传输至液晶模块进行显示，同时将加工处理后的数据送至控制决策算法程序。步骤S2、采集传感器的状态信息，并将所述状态信息进行数据加工处理，传输至液晶丰旲块进行显不。操作者操纵光电无接触式操纵杆，主板检测操纵杆的状态变化，根据预设算法和控制决策程序，得出控制理论，即是否应该发出控制指令，或是向哪个控制模块发出相应的控制指令和调速指令，控制指令和调速指令先后发出，指令可以通过RS485总线传输，或者无线Zigbee传输。步骤S3、根据控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转。控制方式通过8位拨码开关第8位选择，拨到ON选择为通讯控制，反之为开关量控制。开关量控制通过外部开关量输入接口控制正反转，其不要求通讯地址，并且暂时无法进行换挡操作，默认最低速运行，接继电器的常开开关。上述的外部开关量输入包括:正转一级限位、正转二级限位、反转一级限位、反转二级限位、转速到零信号、起重量限制信号、过热急停信号、外部正转控制信号、外部反转控制信号，所有开关量接常闭触点，其公`共端接输出+12VDC。具体的详细内容请见表I。表I外部开关量的名称表
开关量名称: MW:SFl
正转一级限位减速(置标志位) 维持控制台给定速度(清标志位)
正转二级限位￥1
反转一级限位减速(置标志位) 维持控制台给定速度(清标志位)
反转二级限位停车
转速到零信号关反向制动
起重量限制信号^正向停车
过热急停信号停车(红灯亮)(绿灯亮)
权利要求
1.一种数字智能起重机的控制方法，其特征在于，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制方法包括 51、接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令； 52、采集所述传感器的状态信息，并将所述状态信息进行数据加工处理，传输至液晶模块进行显示； 53、根据所述控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转； 54、通过有线RS485或者无线Zigbee的方式接收所述控制指令和调速指令，控制所述数字智能起重机运行。
2.根据权利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3之前还包括 检测操纵杆的状态变化，根据预设算法和控制决策程序获取控制结论，所述控制结论为是否发出控制指令或是向哪个控制模块发出相应的控制指令和调速指令。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3之前还包括 判断所述起重机是否处于故障状态，所述故障状态包括限位开关顶死、电机堵转、电机转速过快、电源过压或缺相、风速超量和起重量超量，在上述不同的故障状态下所述控制决策算法给出的控制结构不同，进而来控制电机的运行。
4.一种数字智能起重机的控制系统，其特征在于，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制系统包括 接收模块，用于接收操作者的指令，向传感器发送信息采集指令和相应的控制指令； 采集显示模块，用于采集所述传感器的状态信息，并将所述状态信息进行数据加工处理，传输至液晶模块进行显示； 控制模块，用于根据所述控制指令通过外部开关量输入接口和通过RS485总线的结合控制电机的正反转； 运行模块，用于通过有线RS485或者无线Zigbee的方式接收所述控制指令和调速指令，控制所述数字智能起重机运行。
5.根据权利要求I所述的控制系统，其特征在于，所述采集显示模块和所述控制模块之间还包括 检测模块，用于检测操纵杆的状态变化，根据预设算法和控制决策程序获取控制结论，所述控制结论为是否发出控制指令或是向哪个控制模块发出相应的控制指令和调速指令。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述采集显示模块和所述控制模块之间还包括 判断模块，用于判断所述起重机是否处于故障状态，所述故障状态包括限位开关顶死、电机堵转、电机转速过快、电源过压或缺相、风速超量和起重量超量，在上述不同的故障状态下所述控制决策算法给出的控制结构不同，进而来控制电机的运行。
7.—种起重机控制器,其特征在于,包括一个电源； 与所述电源相连，将所述电源的输出电压转换为预设电压的一个电压反馈模块； 与所述电压反馈模块相连的一个微处理器； 与所述微处理器电连接，接收起重机的输出信号的至少一个开关量输出模块； 与所述微处理器电连接，接收起重机的输入信号的至少一个开关量输入模块；与所述微处理器相连，控制起重机上的电机运行状态的至少一个控制模块。
8.根据权利要求7所述的起重机控制器，其特征在于，还包括 与所述微处理器相连，进行数据通信的通信接口。
9.根据权利要求7所述的起重机控制器，其特征在于，所述微处理器包括 检测起重机电机的通断情况的通断检测单元； 检测电机电流的过零点的过零检测单元。
10.根据权利要求7所述的起重机控制器，其特征在于，还包括 与所述微处理器相连，当起重机发生故障时，发出声光警报的报警装置，所述报警装置包括LED指示灯和/或声音报警器。
全文摘要
本申请公开了一种数字智能起重机的控制方法、控制系统及起重机控制器，采用开关量控制和通讯控制相结合的控制方式，该控制方法采用开关量控制和通信控制相结合的控制方式，其中开关量控制通过外部开关量输入接口控制电机正反转，这种控制方式不要求通讯地址，并且暂时无法进行换挡操作；通信控制通过RS485总线控制正反转，其要求总线上通讯地址不重复，两种控制方式必须接电阻箱，避免固态继电器受电机直接启动的大电流冲击，降低故障率，使起重机正常工作。另外，本发明公开的一种起重机控制器，由于该控制器可以共用同一个电源、微处理器，使得多象限的起重机的线路简单，成本低。
文档编号B66C13/22GK103253597SQ20131018993
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月21日 优先权日2013年5月21日
发明者李广顺 申请人:河南江河重工集团有限公司