一种回转失控智能保护系统、保护方法及计算机设备技术方案

本发明专利技术属于回转失控智能保护技术领域，公开了一种回转失控智能保护系统、保护方法及计算机设备，所述回转失控智能保护系统包括：转矩检测模块、负载检测模块、主控模块、回转异常诊断模块、回转保护模块、回转制动可靠性预警模块、回转性能停车制动模块、显示模块；主控模块与转矩检测模块、负载检测模块、回转异常诊断模块、回转保护模块、回转制动可靠性预警模块、回转性能停车制动模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作。本发明专利技术通过回转保护模块对回转机构主令断线的保护，提高了系统的安全性能；同时，通过回转制动可靠性预警模块可以准确估计出复杂工况下回转机构的可靠度。以准确估计出复杂工况下回转机构的可靠度。以准确估计出复杂工况下回转机构的可靠度。

【技术实现步骤摘要】
一种回转失控智能保护系统、保护方法及计算机设备


[0001]本专利技术属于回转失控智能保护
，尤其涉及一种回转失控智能保护系统、保护方法及计算机设备。

技术介绍

[0002]矿用挖掘机回转机构的负载特性属于大惯量旋转负载。为使其起、制动平稳，机械冲击小，回转机构采用具有速度限幅的转矩控制方式，即主令给定是转矩给定。由于回转机构为转矩控制，在回转过程中，如果要让回转机构停止运转，必须给一个反向转矩给定当主令给定信号断线时，给定转矩为零，回转机构就不能马上停止运行；然而，现有回转失控智能保护系统对回转机构保护安全性差；同时，不能准确估计出复杂工况下回转机构的可靠度。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有回转失控智能保护系统对回转机构保护安全性差。
[0005](2)不能准确估计出复杂工况下回转机构的可靠度。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种回转失控智能保护系统、保护方法及计算机设备。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种回转失控智能保护系统包括：回转保护模块，与主控模块连接，用于原PLC程序进行优化，增加回转失控时的保护程序，对回转机构进行保护；
[0008]回转制动可靠性预警模块，用于对回转机构可靠性进行评价，并通过增加的回转失控时的能耗设备，确保回转制动时的直流母线电压阈值不超过报警值；
[0009]回转性能停车制动模块，用于通过调整变频器参数实现电铲在失控时能够在变频控制模式下实现平稳停车，以及还用于对回转机构性能进行测试。
[0010]还包括：
[0011]转矩检测模块、负载检测模块、主控模块、回转异常诊断模块、显示模块；
[0012]转矩检测模块，与主控模块连接，用于通过扭转传感器检测回转机构转矩数据；
[0013]负载检测模块，与主控模块连接，用于检测回转机构负载数据；
[0014]主控模块，与转矩检测模块、负载检测模块、回转异常诊断模块、回转保护模块、回转制动可靠性预警模块、回转性能停车制动模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；
[0015]回转异常诊断模块，与主控模块连接，用于对回转机构异常进行诊断；
[0016]在回转性能停车制动模块对回转机构性能进行测试中，包括：被测回转机构S回转机构性能数据的提取，首先将被测回转机构和被测回转机构整体的S回转机构性能数据转换至T回转机构性能数据，记为T
t
；将得到的输入端口和输出端口被测回转机构的S回转机构性能数据也转换为T回转机构性能数据，分别记为T1,T2，那么被测回转机构的T回转机构
性能数据为：
[0017][0018]将被测回转机构的T回转机构性能数据转换至S回转机构性能数据完成测量和计算，得到了被测回转机构的S回转机构性能数据，完成全部的测量过程；
[0019]被测回转机构S回转机构性能数据的提取具体包括：
[0020](1)被测回转机构S回转机构性能数据方程的建立；对于被测回转机构，等效为两个二端口网络级联；第一个网络和第二个网络的散射回转机构性能数据关系式分别为：
[0021][0022][0023]利用分块矩阵将式分解，表示如下：
[0024][0025][0026]内部接口之间有b2＝a'1,b'1＝a2的相互关系，将此关系式代入可得级联后总的网络的散射回转机构性能数据矩阵为：
[0027][0028]因为：
[0029][0030]所以级联后新的双端口网络的散射回转机构性能数据为：
[0031][0032][0033][0034][0035]将两个被测回转机构直接连接在一起，直接连接后的网络将是对称互易网络，S
22
得到下列表达式：
[0036][0037]考虑到S
12
＝S
21
，得到两个复数方程和三个未知数，已知通过测量得到；只有S
11
,S
12
和S
22
为未知数；
[0038](2)反射被测回转机构S回转机构性能数据方程的建立；双端口网络的入射波和反射波之间的关系表示为：
[0039][0040]Γ
in
是通过直接测量该反射被测回转机构的S
11
回转机构性能数据获得的，将反射被测回转机构设计加工成开路或短路的形式,Γ
L
实际值采用HFSS仿真得到,得到如下方程组：
[0041][0042]考虑到S
12
＝S
21
，利用三个未知数和三个方程，求解出被测回转机构完整的S回转机构性能数据。
[0043]显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测回转机构的转矩、负载、回转异常诊断结果、回转可靠性评价结果、回转性能测试结果。
[0044]进一步，所述回转保护模块保护方法如下：
[0045](1)配置回转主令控制装置控制回转机构性能数据，在回转主令控制装置最大位置设置回转主令向左最大、向右最大两个开关；
[0046](2)回转机构转向控制；当回转主令未到向左或向右的最大位置时，回转主令向左和向右最大开关均未闭合，此时，选择开关状态为00，回转转矩控制装置的转矩给定为手柄的实际给定M；
[0047](3)回转机构制动时，通过反方向操作回转主令，给回转转矩控制装置反方向的转矩给定，使回转机构停车；
[0048](4)在回转机构运行过程中，若主令给定断线，即M＝0，要使回转机构制动停车，操作人员必将主令控制装置操作到最大位置，回转主令向左最大或向右最大开关闭合，给回转转矩控制装置反方向的最大给定，使回转停车。
[0049]进一步，所述回转机构转向控制方法：
[0050]回转机构向左运行时，给定信号为“+”值，当主令操作到最大位置，回转主令向左最大开关闭合，选择开关的状态为01，此时：回转转矩控制装置的转矩给定为最大给定，即
M
max
；
[0051]回转机构向右运行时，给定信号为
“‑”
值，当主令操作到最大位置，回转主令向右最大开关闭合，选择开关的状态为10，此时：回转转矩控制装置的转矩给定为负向最大给定，即
‑
M
max
。
[0052]进一步，所述回转制动可靠性预警模块预警方法如下：
[0053]1)将全部I种工况按摆动幅度排序；将每种工况的载荷作统一处理，使得每种工况具有相等的统一等效载荷，并且对每种工况下回转机构的摆动循环次数在确保可靠度不变的前提下作等效转换，最终使得回转机构每种工况在统一载荷和等效摆动循环次数下与实际工况下可靠度保持不变；
[0054]2)将每个滚珠对滚道作用区域划分为I个相互独立的区域，并将I种工况按照摆动幅度从小到大排序；
[0055]3)确定每个区域内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回转失控智能保护系统，其特征在于，所述回转失控智能保护系统包括：回转保护模块，与主控模块连接，用于原PLC程序进行优化，增加回转失控时的保护程序，对回转机构进行保护；回转制动可靠性预警模块，用于对回转机构可靠性进行评价，并通过增加的回转失控时的能耗设备，确保回转制动时的直流母线电压阈值不超过报警值；回转性能停车制动模块，用于通过调整变频器参数实现电铲在失控时能够在变频控制模式下实现平稳停车，以及还用于对回转机构性能进行测试。2.如权利要求1所述回转失控智能保护系统，其特征在于，所述回转失控智能保护系统还包括：转矩检测模块，与主控模块连接，用于通过扭转传感器检测回转机构转矩数据；负载检测模块，与主控模块连接，用于检测回转机构负载数据；主控模块，与转矩检测模块、负载检测模块、回转异常诊断模块、回转保护模块、回转制动可靠性预警模块、回转性能停车制动模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；回转异常诊断模块，与主控模块连接，用于对回转机构异常进行诊断；显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测回转机构的转矩、负载、回转异常诊断结果、回转可靠性评价结果、回转性能测试结果。3.如权利要求1所述回转失控智能保护系统，其特征在于，在回转性能停车制动模块对回转机构性能进行测试中，包括：被测回转机构S回转机构性能数据的提取，首先将被测回转机构和被测回转机构整体的S回转机构性能数据转换至T回转机构性能数据，记为T
t
；将得到的输入端口和输出端口被测回转机构的S回转机构性能数据也转换为T回转机构性能数据，分别记为T1,T2，那么被测回转机构的T回转机构性能数据为：将被测回转机构的T回转机构性能数据转换至S回转机构性能数据完成测量和计算，得到了被测回转机构的S回转机构性能数据，完成全部的测量过程；被测回转机构S回转机构性能数据的提取具体包括：(1)被测回转机构S回转机构性能数据方程的建立；对于被测回转机构，等效为两个二端口网络级联；第一个网络和第二个网络的散射回转机构性能数据关系式分别为：端口网络级联；第一个网络和第二个网络的散射回转机构性能数据关系式分别为：利用分块矩阵将式分解，表示如下：利用分块矩阵将式分解，表示如下：
内部接口之间有b2＝a'1,b'1＝a2的相互关系，将此关系式代入可得级联后总的网络的散射回转机构性能数据矩阵为：因为：所以级联后新的双端口网络的散射回转机构性能数据为：所以级联后新的双端口网络的散射回转机构性能数据为：所以级联后新的双端口网络的散射回转机构性能数据为：所以级联后新的双端口网络的散射回转机构性能数据为：将两个被测回转机构直接连接在一起，直接连接后的网络将是对称互易网络，S
22
得到下列表达式：考虑到S
12
＝S
21
，得到两个复数方程和三个未知数，已知通过测量得到；只有S
11
,S
12
和S
22
为未知数；(2)反射被测回转机构S回转机构性能数据方程的建立；双端口网络的入射波和反射波之间的关系表示为：Γ
in
是通过直接测量该反射被测回转机构的S
11
回转机构性能数据获得的，将反射被测回转机构设计加工成开路或短路的形式,Γ
L
实际值采用HFSS仿真得到，得到如下方程组：
考虑到S
12
＝S
21
，利用三个未知数和三个方程，求解出被测回转机构完整的S回转机构性能数据。4.如权利要求1所述回转失控智能保护系统，其特征在于，所述回转保护模块保护方法如下：(1)配置回转主令控制装置控制回转机构性能数据，在回转主令控制装置最大位置设置回转主令向左最大、向右最大两个开关；(2)回转机构转向控制；当回转主令未到向左或向右的最大位置时，回转主令向左和向右最大开关均未闭合，此时，选择开关状态为00，回转转矩控制装置的转矩给定为手柄的实际给定M；(3)回转机构制动时，通过反方向操作回转主令，给回转转矩控制装置反方向的转矩给定，使回转机构停车；(4)在回转机构运行过程中，若主令给定断线，即M＝0，要使回转机构制动停车，操作人员必将主令控制装置操作到最大位置，回转主令向左最大或向右最大开关闭合，给回转转矩控制装置反方向的最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳，石晓东，张园，
申请(专利权)人：北方魏家峁煤电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：