專利名稱：起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器及其制成設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起重機(jī)的編程控制器及其制成設(shè)備，具體地說(shuō)，是一種起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器及其制成設(shè)備。
在現(xiàn)有使用的起重設(shè)備中，設(shè)備的水平普遍較差。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，各企業(yè)普遍存在設(shè)備老化、備件困難，不能適應(yīng)生產(chǎn)的問(wèn)題。與近期生產(chǎn)的設(shè)備相比，也存在控制落后、維修技術(shù)復(fù)雜、維修工作量大的問(wèn)題。因此每年都有一些起重機(jī)列入改造項(xiàng)目。而每臺(tái)起重機(jī)的改造，都要對(duì)其電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)費(fèi)用大，改造周期長(zhǎng)。
目前，也有一些采用可控硅調(diào)壓調(diào)速的起重機(jī)械，這些可控硅調(diào)壓調(diào)速控制回路大多屬淘汰產(chǎn)品，普遍存在備件困難的問(wèn)題。要對(duì)其進(jìn)行改造，往往要將整個(gè)可控硅調(diào)速系統(tǒng)全部更新，有的設(shè)備供貨商甚至要求更換對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，費(fèi)用有時(shí)比買(mǎi)新的整體設(shè)備還大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，如上所述，采用PLC取代已有起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，是達(dá)到改造方便、通用是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種起重機(jī)自設(shè)計(jì)編程控制器及其制成設(shè)備，其適用于各類起重機(jī)的電氣系統(tǒng)改造，降低了改造維修費(fèi)用。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的起重機(jī)自設(shè)計(jì)編程控制器，包括待編程的通用可編程控制器，其上設(shè)有控制輸出端，而與受控起重機(jī)的動(dòng)力盤(pán)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，組成各控制回路，且設(shè)有主令碼輸入端連接主令碼控制器和連鎖保護(hù)輸入端連接起重機(jī)的連鎖保護(hù)器件，特點(diǎn)是，編程后，在該待編程的通用可編程控制器中裝載有一針對(duì)起重機(jī)的控制特點(diǎn)的專用程序，且在該通用可編程控制器上的I/O卡插槽中插入相應(yīng)的I/O卡。
所說(shuō)的控制輸出端的輸出信號(hào)按受控起重機(jī)的傳動(dòng)方式分類；對(duì)繞線式電機(jī)調(diào)速回路的起重機(jī)，輸出適用于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路電阻切除的節(jié)點(diǎn)控制信號(hào)；對(duì)變頻調(diào)壓式調(diào)速電機(jī)的起重機(jī)，輸出0-10V或4-20mA的模擬控制信號(hào)。
本發(fā)明還提供一種起重機(jī)自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，該制成設(shè)備為一通用用戶編程器，其包括一可與待編程的通用可編程控制器的編程信號(hào)輸入端相接的編程信號(hào)輸出端，特點(diǎn)是，所述的用戶編程器中裝載一原始通用程序和一人機(jī)對(duì)話式的用戶配置程序，進(jìn)行畫(huà)面選擇操作，運(yùn)行用戶配置程序，輸入適用于特定起重機(jī)的控制參數(shù)，由原始通用程序生成專用的PLC控制程序輸送并駐留在該待編程的通用可編程控制器中，并將生成的控制程序加載入該待編程的通用可編程控制器中。
所說(shuō)的通用用戶編程器還生成相關(guān)的設(shè)備電氣圖紙資料；可根據(jù)該設(shè)備電氣圖紙資料配置插入該待編程的通用可編程控制器插槽中的I/O卡，并在該通用用戶編程器上生成I/O信號(hào)圖，并可根據(jù)該I/O信號(hào)圖給待編程的通用可編程控制器接上輸入輸出信號(hào)，通用用戶編程器還可生成參數(shù)表，梯形程序圖等竣工圖紙。
所說(shuō)的起重機(jī)原始通用程序包括針對(duì)各起重機(jī)的用途和控制方式特點(diǎn)而編制成的安全連鎖保護(hù)程序，和針對(duì)各類型的起重機(jī)回路編制的回路程序段；所說(shuō)的各類型起重機(jī)回路，包括繞線式回路，可控硅調(diào)壓調(diào)速回路，可控硅串級(jí)調(diào)速回路，變頻變壓調(diào)速回路和直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速回路；所說(shuō)的用戶配置程序是針對(duì)起重機(jī)原始通用程序進(jìn)行編輯處理的程序，其任務(wù)是刪除原始通用程序中不用的程序段在程序段中的某些地方輸入各種參數(shù)；生成針對(duì)這臺(tái)起重機(jī)專用的PLC控制程序；打印出這臺(tái)起重機(jī)專用的設(shè)備配置總圖、I/O信號(hào)圖、參數(shù)表、程序梯形圖等電氣圖紙資料。
所說(shuō)的通用用戶編程器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)；可以是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用小型PLC作為其主體，裝載針對(duì)各種起重機(jī)的控制特點(diǎn)而編制的專用程序，并使用用戶編程器來(lái)選擇起重機(jī)的類型、參數(shù)。(對(duì)PLC來(lái)說(shuō)，實(shí)際上是專用參數(shù)輸入器)，以對(duì)各種類型的起重機(jī)進(jìn)行控制和改造，有效地降低了改造成本。
圖4-3，圖4-4是本發(fā)明中起重機(jī)類型及回路選擇后，參數(shù)輸入的畫(huà)面圖。
如

圖1所示，本發(fā)明提供的起重機(jī)自設(shè)計(jì)編程控制器，包括待編程的通用可編程控制器PLC1，其上設(shè)有控制輸出端，而與受控起重機(jī)的動(dòng)力盤(pán)5和執(zhí)行機(jī)構(gòu)6相連接，組成各控制回路，且設(shè)有主令碼輸入端連接主令碼控制器3和連鎖保護(hù)輸入端連接起重機(jī)的連鎖保護(hù)器件4，特點(diǎn)是，編程后，在該待編程的通用可編程控制器1中裝載有一針對(duì)起重機(jī)的控制特點(diǎn)的專用程序，且在該待編程的通用可編程控制器上的I/O卡插槽中插入相應(yīng)的I/O卡。
該P(yáng)LC1同主令編碼控制器3相接，以實(shí)現(xiàn)無(wú)接點(diǎn)輸出控制信號(hào)；該P(yáng)LC1同保護(hù)連鎖器件4相接，以增加控制回路的保護(hù)連鎖功能。
本發(fā)明還提供一種起重機(jī)自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，該制成設(shè)備為一通用用戶編程器，其為一臺(tái)計(jì)算機(jī)2，包括一可與待編程的通用可編程控制器的編程信號(hào)輸入端相接的編程信號(hào)輸出端，特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)中裝載一原始通用程序和一人機(jī)對(duì)話式的用戶配置程序，進(jìn)行畫(huà)面選擇操作，運(yùn)行用戶配置程序，輸入適用于特定起重機(jī)的控制參數(shù)，由原始通用程序生成專用的PLC控制程序輸送并駐留在該待編程的通用可編程控制器1中。
如圖2所示，為該原始通用程序的分層結(jié)構(gòu)示意圖，在步驟11中，首先，如111所示，本發(fā)明將各種用途、各種控制方式的起重機(jī)分為橋吊、門(mén)吊、壁吊、鉗吊、抓斗吊控制程序1111；塔吊控制程序1112、汽車(chē)吊控制程序1113等3大類。其中，如112所示，在橋吊、門(mén)吊、壁吊、鉗吊、抓斗吊控制程序1111中又可細(xì)分為橋吊、門(mén)吊、壁吊、鉗吊、抓斗吊共用控制程序1121、鉗吊特有回路控制程序1122、抓斗吊特有回路控制程序1123。再如113所示，在橋吊、門(mén)吊、壁吊、鉗吊、抓斗吊共用控制程序1121中又可細(xì)分共用聯(lián)鎖控制程序1131、主卷?yè)P(yáng)控制程序1132、副卷?yè)P(yáng)控制程序1133、大車(chē)控制程序1134、小車(chē)控制程序1135、駕駛室移動(dòng)控制程序1136、附屬回路控制程序1137。接著，如114所示，在大車(chē)控制程序1135中，還可細(xì)分為大車(chē)共用聯(lián)鎖保護(hù)程序1141、大車(chē)共用驅(qū)動(dòng)程序1142、電磁吊特有的聯(lián)鎖保護(hù)程序1143、鉗吊特有的聯(lián)鎖保護(hù)程序1144、抓斗吊特有的聯(lián)鎖保護(hù)程序1145。然后，如115所示，在大車(chē)共用驅(qū)動(dòng)1142程序中，還可細(xì)分為繞線電機(jī)等檔位控制方式下的驅(qū)動(dòng)程序1151、VVVVF等可無(wú)級(jí)調(diào)速控制方式下的驅(qū)動(dòng)程序1152，最后，如116所示，在繞線電機(jī)等檔位控制方式下的驅(qū)動(dòng)程序中有起動(dòng)程序1161、加速程序1162、減速程序1163、制動(dòng)程序1164。
本發(fā)明在控制器的輸出信號(hào)上針對(duì)這些類型的起重機(jī)的特點(diǎn)，予以了專門(mén)的考慮。具體地說(shuō)，對(duì)繞線式電機(jī)調(diào)速的回路，控制器輸出的是用于轉(zhuǎn)子回路電阻切除的檔位信號(hào)。對(duì)VVVF調(diào)速的回路，控制器輸出的是標(biāo)準(zhǔn)的0～10V或4～20mA的模擬信號(hào)。而針對(duì)可控硅調(diào)壓調(diào)速回路控制信號(hào)的多樣性，控制器既可輸出檔位信號(hào)，也可輸出標(biāo)準(zhǔn)的0～10V或4～20mA的模擬信號(hào)或者特殊的電壓信號(hào)。為了能輸出符合要求的信號(hào)，為各類型的回路編制了相應(yīng)的程序段。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明為各類型的回路都編制了相應(yīng)的程序段。這些程序合在一起，匯成一個(gè)原始通用程序，這個(gè)原始通用程序相當(dāng)龐大。要由用戶將它應(yīng)用到一臺(tái)具體的起重機(jī)中，一般的編程方法，首先要在各程序段的起始處設(shè)立跳越語(yǔ)句。將這些跳越語(yǔ)句的地址告訴用戶，將需用程序段前的跳越語(yǔ)句刪除。然后在有用的程序段中的某些地方輸入各種參數(shù)。但這種方法用戶必須弄清哪些程序段是有用的，哪些是要跳越的，還要弄清每一個(gè)參數(shù)的地址，操作仍然相當(dāng)麻煩。
針對(duì)上述的原始通用程序，在本發(fā)明中，計(jì)算機(jī)2可根據(jù)不同的起重機(jī)類型及運(yùn)行回路，刪除原始通用程序中不使用的程序段，刪除不使用的信號(hào)輸出指令，并在其顯示器顯示參數(shù)輸入畫(huà)面；對(duì)用戶輸入的各參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，并在其顯示器上顯示PLC程序中的相應(yīng)參數(shù)；將各參數(shù)寫(xiě)入到PLC程序中，生成專用的PLC控制程序。
如圖3所示，為運(yùn)行用戶配置程序，生成專用程序的流程圖12，用戶打開(kāi)計(jì)算機(jī)2，計(jì)算機(jī)2自動(dòng)運(yùn)行用戶配置軟件，顯示起重機(jī)類型選擇畫(huà)面，如圖4-1所示；用戶選擇起重機(jī)類型，計(jì)算機(jī)2顯示起重機(jī)回路及傳動(dòng)方式選擇畫(huà)面，如圖4-2所示；用戶在存在的起重機(jī)回路前打鉤，在使用的傳動(dòng)方式前打鉤，計(jì)算機(jī)2既刪除原始通用程序中不使用的程序段，刪除不使用的信號(hào)輸出指令；并顯示參數(shù)輸出畫(huà)面，如圖4-3，4-4所示；用戶在畫(huà)面上輸入?yún)?shù)，如馬達(dá)功率、馬達(dá)啟動(dòng)電流、各檔速度、啟動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間等，計(jì)算機(jī)2對(duì)各參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，顯示PLC程序中的相應(yīng)參數(shù)；用戶可對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改或確認(rèn)，計(jì)算機(jī)2將各參數(shù)寫(xiě)入到PLC程序中，生成該起重機(jī)專用的PLC控制程序。
進(jìn)一步，計(jì)算機(jī)2還生成設(shè)備配置圖；可打印出該設(shè)備電氣圖紙；可根據(jù)該設(shè)備配備電氣圖紙配置插入PLC插槽中的I/O卡；并在該計(jì)算機(jī)2上生成一I/O信號(hào)圖；用戶可根據(jù)該I/O信號(hào)圖給PLC接上輸入輸出信號(hào)，并將生成的PLC控制程序加載入PLC中。
最后，計(jì)算機(jī)2可打印出參數(shù)表，梯形程序圖等竣工圖紙。
這樣，通過(guò)用戶編程器的操作，可以完成以下一些任務(wù)1.刪除原始通用程序中不用的程序段；2.在程序段中的某些地方輸入各種參數(shù)；3.生成針對(duì)這臺(tái)起重機(jī)專用的PLC控制程序；4.打印出這臺(tái)起重機(jī)專用的設(shè)備配置總圖、I/O信號(hào)圖、參數(shù)表、程序梯形圖等電氣圖紙資料。
接下去可根據(jù)程序梯形圖的原理對(duì)起重機(jī)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)整參數(shù)表的參數(shù)，使起重機(jī)運(yùn)行在最佳工作點(diǎn)。
本發(fā)明對(duì)PLC硬件，是按照用戶編程器的推薦來(lái)配置的，故也不存在硬件配置過(guò)多閑置浪費(fèi)的弊病。由于所有圖紙都是在用戶選定起重機(jī)了的類型、回路數(shù)、回路的類型，輸入了各項(xiàng)參數(shù)后打印出來(lái)的，故用戶拿到的圖紙并不是令人討厭的通用資料，而是針對(duì)用戶的起重機(jī)的特定圖紙。
由于是通用控制器，事實(shí)上無(wú)需編制軟件。使用用戶編程器進(jìn)行的所謂“編程”，實(shí)際上只不過(guò)是類型選擇和參數(shù)設(shè)定而已，因此可大大縮短設(shè)備制造周期。這一點(diǎn)對(duì)于對(duì)服役中的起重機(jī)進(jìn)行改造而言，尤為重要。
本發(fā)明技術(shù)不光可用于舊起重機(jī)改造，也完全可用于新增起重機(jī)的設(shè)計(jì)控制。
權(quán)利要求
1.一種起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器，包括待編程的通用可編程控制器，其上設(shè)有控制輸出端，而與受控起重機(jī)的動(dòng)力盤(pán)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，組成各控制回路，且設(shè)有主令碼輸入端連接主令碼控制器和連鎖保護(hù)輸入端連接起重機(jī)的連鎖保護(hù)器件，其特征在于，編程后，在該待編程的通用可編程控制器中裝載有一針對(duì)起重機(jī)的控制特點(diǎn)的專用程序，且在該通用可編程控制器上的I/O卡插槽中插入相應(yīng)的I/O卡。
2.如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器，其特征在于，其控制輸出端的輸出信號(hào)按受控起重機(jī)的傳動(dòng)方式分類。
3.如權(quán)利要求2所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器，其特征在于，對(duì)繞線式電機(jī)調(diào)速回路的起重機(jī)，輸出適用于電機(jī)轉(zhuǎn)子回路電阻切除的節(jié)點(diǎn)控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器，其特征在于，對(duì)變頻調(diào)壓式調(diào)速電機(jī)的起重機(jī)，輸出0-10V或4-20mA的模擬控制信號(hào)。
5.一種起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，該制成設(shè)備為一通用用戶編程器，其包括一可與待編程的通用可編程控制器的編程信號(hào)輸入端相接的編程信號(hào)輸出端，特征在于，所述的用戶編程器中裝載一原始通用程序和一人機(jī)對(duì)話式的用戶配置程序，進(jìn)行畫(huà)面選擇操作，運(yùn)行用戶配置程序，輸入適用于特定起重機(jī)的控制參數(shù)，由原始通用程序生成專用的PLC控制程序輸送并駐留在該待編程的通用可編程控制器中。
6.如權(quán)利要求5所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的通用用戶編程器還生成相關(guān)的設(shè)備電氣圖紙資料。
7.如權(quán)利要求6所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，可根據(jù)所述的設(shè)備電氣圖紙資料配置插入該待編程的通用可編程控制器插槽中的I/O卡。
8.如權(quán)利要求7所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，可根據(jù)所述的設(shè)備電氣圖紙中的I/O信號(hào)圖給待編程的通用可編程控制器接上輸入輸出信號(hào)，并將生成的控制程序加載入該待編程的通用可編程控制器中。
9.如權(quán)利要求7所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的通用用戶編程器可生成參數(shù)表，梯形程序圖。
10.如權(quán)利要求5所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的起重機(jī)原始通用程序包括針對(duì)各起重機(jī)的用途和控制方式特點(diǎn)而編制成的安全連鎖保護(hù)程序，和針對(duì)各類型的起重機(jī)回路編制的回路程序段。
11.如權(quán)利要求10所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的各類型起重機(jī)回路，包括繞線式回路，可控硅調(diào)壓調(diào)速回路，可控硅串級(jí)調(diào)速回路，變頻變壓調(diào)速回路和直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速回路。
12.如權(quán)利要求5所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的用戶配置程序是針對(duì)起重機(jī)原始通用程序進(jìn)行編輯處理的程序，其任務(wù)是刪除原始通用程序中不用的程序段在程序段中的某些地方輸入各種參數(shù)；生成針對(duì)這臺(tái)起重機(jī)專用的PLC控制程序；打印出這臺(tái)起重機(jī)專用的設(shè)備配置總圖、I/O信號(hào)圖、參數(shù)表、程序梯形圖等電氣圖紙資料。
13.如權(quán)利要求4所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的通用用戶編程器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
14.如權(quán)利要求13所述的起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器的制成設(shè)備，其特征在于，所述的計(jì)算機(jī)是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種起重機(jī)的自設(shè)計(jì)編程控制器及其制成設(shè)備，該控制器包括待編程的通用可編程控制器，其與受控起重機(jī)的動(dòng)力盤(pán)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，組成一控制回路，在該待編程的通用可編程控制器中裝載有一針對(duì)起重機(jī)的控制特點(diǎn)的專用程序，在該待編程的通用可編程控制器上的I/O卡插槽中插入相應(yīng)的I/O卡。該制成設(shè)備為一通用用戶編程器，其中裝載一原始通用程序和一人機(jī)對(duì)話式的用戶配置程序畫(huà)面進(jìn)行選擇操作，輸入適用于特定起重機(jī)的控制參數(shù)，可生成專用的PLC控制程序輸送并駐留在該待編程的通用可編程控制器中。本發(fā)明適用于各類起重機(jī)的電氣系統(tǒng)改造，降低了改造維修費(fèi)用。
文檔編號(hào)B66C13/22GK1440923SQ0211092
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者項(xiàng)明福, 戴至前, 梅華陽(yáng) 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司