一種波浪補償起重機的電氣系統技術方案

本發明專利技術公開了一種波浪補償起重機的電氣系統，轉速控制精準，瞬時響應性能高，安全保護功能可以滿足規范要求。其技術方案為：動力控制設備使用斷路器、快速熔斷器、軟啟動器順序連接來控制油泵電機；起升控制回路中PLC通過現場總線連接HNC控制器，HNC控制器輸出信號給專用放大器，專用放大器輸出控制電流到二次馬達比例閥，二次馬達反饋轉速和擺角到HNC控制器?；剞D變幅機構控制裝置中PLC輸出信號到普通放大器來控制變幅回轉機構對應的比例閥。在起重機保護裝置中，回轉、變幅、起升配置絕對值編碼器進行行程保護，起升另外配置上極限限位，配置重量傳感器進行力矩保護。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及海上起重機領域，尤其涉及對海上起重機進行波浪補償處理的電氣系統。
技術介紹
普通的液壓驅動海上起重機的起升機構配備的是普通液壓比例閥與液壓馬達實現液壓系統，此系統為液壓流量耦合系統，電氣通過可編程邏輯控制器(PLC)輸出控制信號給比例閥的放大器，轉換到比例閥流到液壓馬達的流量來控制機構的轉速。此套方案能夠滿足普通海上起重機的使用要求，但是液壓馬達的轉速精度和瞬時加速度較差，無法滿足波浪補償起重機的嚴格要求。
技術實現思路
以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。本專利技術的目的在于解決上述問題，提供了一種波浪補償起重機的電氣系統，轉速控制精準，瞬時響應性能高，安全保護功能可以滿足規范要求。本專利技術的技術方案為：本專利技術揭示了一種波浪補償起重機的電氣系統，包括動力控制與保護裝置、起升機構控制裝置、回轉變幅機構控制裝置、以及起重機保護裝置，其中動力控制保護裝置實現起重機的液壓油泵的啟動和保護以及起重機的照明和控制系統的配電，起升機構控制裝置在波浪補償運行時實現滿足波浪補償的馬達運動控制，回轉變幅機構控制裝置實現對起重機的液壓油缸和回轉機構馬達的運動控制，起重機保護裝置通過配備機構行程限位保護功能和力矩保護功能實現對起重機的保護。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，動力控制與保護裝置包括串聯連接的進線主斷路器、第一保護斷路器、快速熔斷器、軟啟動器、油泵電機元件，其中進線主斷路器用于短路保護，第一保護斷路器用于對油泵電機元件的短路和過載保護，快速熔斷器用于保護軟啟動器，軟啟動器用于實現油泵電機元件的斜坡啟動。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，動力控制與保護裝置還包括起重機的液壓冷卻風機的保護和啟動控制組件，起重機的液壓油箱加熱器的保護和啟動控制組件，串聯連接的保護變壓器的第二保護斷路器、用于生成照明用電和控制用電的照明變壓器、和輸出開關，串聯連接的控制隔離變壓器的第三保護斷路器、用于產生隔離的控制電的隔離變壓器，用電設備上的微型斷路器。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，動力控制與保護裝置還包括為可編程邏輯控制器提供控制電源的第一開關電源及其微型斷路器、為比例閥提供電源的第二開關電源及其微型斷路器、為電磁閥提供電源的第三開關電源及其微型斷路器。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，起升機構控制裝置包括起升機構控制手柄、安裝在起升機構卷軸同軸的卷筒絕對值編碼器、起升限位器、運動參考單元、可編程邏輯控制器、液壓二次馬達控制器、第一起升機構放大器、第二起升機構放大器、第一馬達、第二馬達，其中起升機構控制手柄的輸出端連接可編程邏輯控制器，卷筒絕對值編碼器、起升限位器、和運動參考單元的輸出端連接可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器的輸出端連接液壓二次馬達控制器，液壓二次馬達控制器的兩個輸出端分別通過第一起升機構放大器和第二起升機構放大器連接第一馬達和第二馬達，卷筒絕對值編碼器連續反饋起升機構卷筒的旋轉圈數和當前圈數內的角度位置，起升限位器用于對起升高度進行限制，液壓二次馬達控制器用于實現馬達的轉速控制和力矩控制，運動參考單元用于測量出波浪信號后發送給可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器通過波浪補償算法計算出馬達速度期望值，液壓二次馬達控制器將電信號通過第一起升機構放大器和第二起升機構放大器的放大后控制第一馬達和第二馬達的運作。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，第一馬達中包括第一比例閥元件、第一轉速信號元件、第一擺角信號元件，第二馬達中包括第二比例閥元件、第二轉速信號元件、第二擺角信號元件；第一起升機構放大器的比例閥電流信號傳送到第一比例閥元件，第一擺角信號元件將第一馬達的擺角的變化反饋回二次馬達控制器，用以實現對第一馬達的擺角位置的修正，第一轉速信號元件反饋回二次馬達控制器以使其動態調整擺角信號以追蹤速度；第二起升機構放大器的比例閥電流信號傳送到第二比例閥元件，第二擺角信號元件將第二馬達的擺角的變化反饋回二次馬達控制器，用以實現對第二馬達的擺角位置的修正，第二轉速信號元件反饋回二次馬達控制器以使其動態調整擺角信號以追蹤速度。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，回轉變幅機構控制裝置包括回轉變幅控制手柄、變幅絕對值編碼器、回轉絕對值編碼器、可編程邏輯控制器、第一普通放大器、第二普通放大器、變幅油缸比例閥、回轉馬達比例閥、變幅油缸和回轉馬達，其中回轉變幅控制手柄輸出的幅度和方向信號傳輸至可編程邏輯控制器，安裝在臂架鉸點的變幅絕對值編碼器讀取變幅的角度并輸出至可編程邏輯控制器，回轉絕對值編碼器采集回轉機構的運行角度并輸出至可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器在收到信號后進行保護邏輯信號判斷再送入第一普通放大器和第二普通放大器，經第一普通放大器將信號轉換為驅動比例閥的大電流信號后再傳輸至變幅油缸比例閥，經第二普通放大器將信號轉換為驅動比例閥的大電流信號后再傳輸至回轉馬達比例閥，變幅油缸比例閥根據得到的電流方向和大小調節多路閥中對應變幅機構的液壓油路，使得變幅油缸進行動作，回轉馬達比例閥改變回轉馬達的液壓油流量和流向從而控制回轉馬達的運行。根據本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統的一實施例，在起重機保護裝置中，在副臂架上安裝銷軸式重量傳感器，卷筒絕對值編碼器安裝在副臂架和主臂架之間，變幅絕對值編碼器和回轉絕對值編碼器安裝在主臂架和回轉機構之間，銷軸式重量傳感器、卷筒絕對值編碼器、變幅絕對值編碼器和回轉絕對值編碼器輸出的信號通過力矩限制的處理，檢測起重機的幅度和載重量。本專利技術對比現有技術有如下的有益效果：本專利技術的電氣系統包括動力控制與保護裝置、起升機構控制裝置、回轉變幅機構控制裝置、以及起重機保護裝置，其中動力控制保護裝置實現起重機的液壓油泵的啟動和保護以及起重機的照明和控制系統的配電，起升機構控制裝置在波浪補償運行時實現滿足波浪補償的馬達運動控制，回轉變幅機構控制裝置實現對起重機的液壓油缸和回轉機構馬達的運動控制，起重機保護裝置通過配備機構行程限位保護功能和力矩保護功能實現對起重機的保護。可以在起升機構配置液壓二次馬達的情況下，提供滿足轉速控制精準、瞬時響應性能高的波浪補償起重機的電氣系統，同時其安全保護功能滿足船級社規范要求。附圖說明圖1示出了本專利技術的動力控制與保護裝置的原理圖。圖2示出了本專利技術的起升機構控制裝置的原理圖。圖3示出了本專利技術的回轉變幅機構控制裝置的原理圖。圖4示出了本專利技術的起重機保護裝置的原理圖。具體實施方式在結合以下附圖閱讀本公開的實施例的詳細描述之后，能夠更好地理解本專利技術的上述特征和優點。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標記。本專利技術的波浪補償起重機的電氣系統包括動力控制與保護裝置、起升機構控制裝置、回轉變幅機構控制裝置、以及起重機保護裝置。動力控制保護裝置實現起重機的液壓油泵的啟動和保護以及起重機的照明和控制系統的配電，起升機構控制裝置在波浪補償運行時本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種波浪補償起重機的電氣系統，其特征在于，包括動力控制與保護裝置、起升機構控制裝置、回轉變幅機構控制裝置、以及起重機保護裝置，其中動力控制保護裝置實現起重機的液壓油泵的啟動和保護以及起重機的照明和控制系統的配電，起升機構控制裝置在波浪補償運行時實現滿足波浪補償的馬達運動控制，回轉變幅機構控制裝置實現對起重機的液壓油缸和回轉機構馬達的運動控制，起重機保護裝置通過配備機構行程限位保護功能和力矩保護功能實現對起重機的保護。

【技術特征摘要】
1.一種波浪補償起重機的電氣系統，其特征在于，包括動力控制與保護裝置、起升機構控制裝置、回轉變幅機構控制裝置、以及起重機保護裝置，其中動力控制保護裝置實現起重機的液壓油泵的啟動和保護以及起重機的照明和控制系統的配電，起升機構控制裝置在波浪補償運行時實現滿足波浪補償的馬達運動控制，回轉變幅機構控制裝置實現對起重機的液壓油缸和回轉機構馬達的運動控制，起重機保護裝置通過配備機構行程限位保護功能和力矩保護功能實現對起重機的保護。2.根據權利要求1所述的波浪補償起重機的電氣系統，其特征在于，動力控制與保護裝置包括串聯連接的進線主斷路器、第一保護斷路器、快速熔斷器、軟啟動器、油泵電機元件，其中進線主斷路器用于短路保護，第一保護斷路器用于對油泵電機元件的短路和過載保護，快速熔斷器用于保護軟啟動器，軟啟動器用于實現油泵電機元件的斜坡啟動。3.根據權利要求2所述的波浪補償起重機的電氣系統，其特征在于，動力控制與保護裝置還包括起重機的液壓冷卻風機的保護和啟動控制組件，起重機的液壓油箱加熱器的保護和啟動控制組件，串聯連接的保護變壓器的第二保護斷路器、用于生成照明用電和控制用電的照明變壓器、和輸出開關，串聯連接的控制隔離變壓器的第三保護斷路器、用于產生隔離的控制電的隔離變壓器，用電設備上的微型斷路器。4.根據權利要求3所述的波浪補償起重機的電氣系統，其特征在于，動力控制與保護裝置還包括為可編程邏輯控制器提供控制電源的第一開關電源及其微型斷路器、為比例閥提供電源的第二開關電源及其微型斷路器、為電磁閥提供電源的第三開關電源及其微型斷路器。5.根據權利要求4所述的波浪補償起重機的電氣系統，其特征在于，起升機構控制裝置包括起升機構控制手柄、安裝在起升機構卷軸同軸的卷筒絕對值編碼器、起升限位器、運動參考單元、可編程邏輯控制器、液壓二次馬達控制器、第一起升機構放大器、第二起升機構放大器、第一馬達、第二馬達，其中起升機構控制手柄的輸出端連接可編程邏輯控制器，卷筒絕對值編碼器、起升限位器、和運動參考單元的輸出端連接可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器的輸出端連接液壓二次馬達控制器，液壓二次馬達控制器的兩個輸出端分別通過第一起升機構放大器和第二起升機構放大器連接第一馬達和第二馬達，卷筒絕對值編碼器連續反饋起升機構卷筒的旋轉圈數和當前圈數內的角度位置，起升限位器用于對起升高度進行限制，液壓二次馬達控制器用于實現馬達的轉速控制和力矩控制，運動參考...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦方瑋，周一葦，
申請(專利權)人：上海振華重工集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31