一种大型配速随动自动保护装置及控制系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大型配速随动自动保护装置及控制系统，涉及工业自动化技术领域，包括基座组件，所述基座组件包括固定机架，还包括，安装底座，所述安装底座活动安装在固定机架内腔顶端中部，且安装底座侧视呈T型结构，俯视呈齿状结构，配速控线机构，所述配速控线机构活动安装在安装底座内腔中部，所述配速控线机构包括控制箱，所述控制箱活动安装在安装底座顶端前侧。本发明专利技术通过配速控线机构能够按照设定的运动速度与方向提供对应的收放绳速度，当配速控线机构受到的实际力矩与设定力矩的偏差大于设定的指标时，提供稳定的锁紧保护，当设备出现故障失稳，配速控线机构制动保护后，仍可切换为手动或速度跟随模式。仍可切换为手动或速度跟随模式。仍可切换为手动或速度跟随模式。

【技术实现步骤摘要】
一种大型配速随动自动保护装置及控制系统


[0001]本专利技术涉及工业自动化
，具体为一种大型配速随动自动保护装置及控制系统。

技术介绍

[0002]大型配速随动装置是一种能够实现两个运动方向的瞬间换向的装置，此装置的主要功能是在工业生产过程中对物体或设备进行精确连续的移动，达到节约人力和提高生产效率的效果；
[0003]针对某大型设备单支点旋转起竖过程中时时保护的使用需求，需要一种配速随动、失稳自动保护的大型保护装置，另一方面，该装置在厂房内使用，难以使用吊车等大型装载设备代替，能够满足需要的使用条件的保护装置是目前市面上没有的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种大型配速随动自动保护装置及控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大型配速随动自动保护装置，包括基座组件，所述基座组件包括固定机架，还包括，
[0006]安装底座，所述安装底座活动安装在固定机架内腔顶端中部，且安装底座侧视呈T型结构，俯视呈齿状结构；
[0007]配速控线机构，所述配速控线机构活动安装在安装底座内腔中部，所述配速控线机构包括控制箱，所述控制箱活动安装在安装底座顶端前侧。
[0008]优选的，所述基座组件还包括扶梯和三角固定框，两个所述扶梯通过螺栓安装在固定机架前侧，两个所述三角固定框通过螺栓安装在第四安装板顶端两侧。
[0009]优选的，两个所述三角固定框内部通过轴承安装有滑轮，所述固定机架以滑轮安装位置为承力点，能够承受的最大横向力不小于600KN，能够承受的最大垂向压力不小于800KN，所述固定机架高度不低于6米，所述被保护设备设置在地面。
[0010]优选的，所述配速控线机构还包括棘轮、绕线筒、变径轮、断电保护棘爪、速控棘爪、驱动电机和固定板，所述驱动电机通过螺栓安装在安装底座底端中部，所述驱动电机两端中部设置有输出轴，且输出轴通过轴承安装在安装底座内腔两端中部，四个所述绕线筒通过螺栓安装在输出轴两端，所述棘轮通过螺栓安装在绕线筒外部四周，两个所述变径轮通过螺栓安装在输出轴两端，四个所述速控棘爪通过轴承安装在安装底座前侧，四个所述速控棘爪后侧抵靠在变径轮前侧，四个所述固定板底端通过螺栓安装在安装底座顶端前侧，四个所述固定板顶端通过螺栓安装在速控棘爪前侧顶端，四个所述断电保护棘爪通过轴承安装在安装底座后侧。
[0011]优选的，所述变径轮包括轮盘、滑块和弹簧，所述轮盘螺栓安装在输出轴两端，所述轮盘外部四周开设有若干个滑动槽，若干个所述滑块嵌合在滑动槽内部，若干个所述弹
簧远离驱动电机的输出轴的一端通过螺栓安装在滑块靠近驱动电机的输出轴的一端，若干个所述弹簧靠近驱动电机的输出轴的一端通过螺栓安装在滑动槽内部，所述滑块处于靠近轮盘圆心位置，所述变径轮为小径状态，所述变径轮高速旋转，所述弹簧拉力不足以提供滑块所需的向心力，所述滑块远离轮盘圆心，所述变径轮为大径状态。
[0012]优选的，所述绕线筒呈圆柱形筒状结构，所述绕线筒外侧缠绕有钢丝绳，所述绕线筒在驱动电机的带动下进行旋转运动，形成钢丝绳的收放动作，所述钢丝绳远离绕线筒的一端穿过滑轮连接被保护设备，所述棘轮与绕线筒共同旋转，在棘轮的运动受到速控棘爪或断电保护棘爪限制时，绕线筒不再转动，所述速控棘爪为L型结构，所述变径轮为小径状态下，所述速控棘爪不影响棘轮旋转运动，所述变径轮大径状态下，所述速控棘爪在变径轮的推动下，棘爪上抬，限制棘轮旋转运动，实现在过速状态下急停保护功能，所述断电保护棘爪由电磁铁推动，上电状态下棘爪不影响棘轮旋转运动，断电状态下棘爪限制棘轮旋转运动，实现在断电状态下急停保护功能。
[0013]一种大型配速随动自动保护装置的控制系统，其特征在于包括被保护设备、ARM处理器、变频器、驱动电机和编码器；
[0014]所述被保护设备发送的起竖速度指令，并将起竖速度指令传输至ARM处理器中；
[0015]所述ARM处理器选用ARM架构的STM32数字处理器为核心控制器，与被保护设备进行通信，实时接收被保护设备发送的起竖速度指令，通信电路设计为全双工RS422接口电路，并且通过控制器定时器输出PWM信号作用于变频器，并通过定时器嵌套方式从编码器实时读取驱动电机位置信息，读取编码器数据后根据通讯协议对数据进行CRC校验，当校验全部通过认为数据有效可靠，位置转换将编码器角度数据转换成配速控线机构驱动电机位置数据，使用相隔5ms位置信息差分求取速度，使用10次差分均值进行滤波，并且通过片内ADC对驱动电机的电流进行采样，电流采样数值偏移量2048，控制器读取A/D模块采样值并进行数据处理，根据电机特性曲线得到电机力矩，按照设定力矩将钢丝绳拉紧，当钢丝绳实际速度偏离设定速度量大于设定的指标时，即判断需要保护，此时配速控线机构采取制动，电磁抱闸锁紧驱动电机，并通过电机转速的配速转换公式实时修正卷筒半径，并根据卷筒半径变化对配速控线机构电机转速进行配速转换，确保钢丝绳平稳运行、匀速收放、在卷筒上缠绕有序，电机转速的配速转换公式具体为：
[0016][0017][0018][0019]其中，w为驱动电机转速，v为钢丝绳速度，r为修正后的卷筒半径，r0为卷筒未缠绕钢丝绳时的初始半径，1为当前卷筒转动圈数，D为卷筒直径，d为钢丝绳直径，c为钢丝绳缠绕圈数。
[0020]所述变频器根据PWM信号来控制运行频率，实现驱动电机调速；
[0021]所述驱动电机对变频器对PWM信号进行接收，并根据PWM信号对驱动电机速度进行调控；
[0022]所述编码器为ARM处理器提供速度反馈环节实现闭环控制，在ARM处理器内部运行
速度
‑
电流双闭环控制精确控制电机转速，设计PI控制对配速控线机构驱动电机速度环、电流环进行调节，速度输入为当前速度、输出为当前电流，电流输入为当前电流和目标电流、输出为控制输出。
[0023]优选的，电磁抱闸采用断电抱闸方式，驱动电机断电时在惯性作用下仍能运转，此时电磁抱闸线圈断电，抱住驱动电机转轴进行制动，锁紧驱动电机，所述ARM处理器将控制系统分为手动模式、力矩跟随模式和速度跟随模式，手动模式用于手动控制配速控线机构钢丝绳的收放，力矩跟随模式为配速控线机构通过设定力矩被保护设备起竖的速度，通过速度变化判断设备是否需要保护，速度跟随模式是通过设定速度被保护设备起竖的速度，通过力矩变化判断设备是否需要保护。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术能够对保护吊装点具有运动需求的被保护设备提供保护，保护过程中钢丝绳牵引力不会对被保护设备运动过程产生影响，通过配速控线机构能够按照设定力矩收紧钢丝绳，并根据被保护设备吊装点运动方向控制电机转向，根据被保护设备吊装点运动速度自动调整电机转速，当钢丝绳实际速度与设定速度偏差大于设定的指标时，提供稳定的锁紧保护；
[0026]2、本专利技术同时通过配速控线机构能够按照设定的运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型配速随动自动保护装置，包括基座组件(1)，所述基座组件(1)包括固定机架(101)，其特征在于，还包括：安装底座(6)，所述安装底座(6)活动安装在固定机架(101)内腔顶端中部，且安装底座(6)侧视呈T型结构，俯视呈齿状结构；配速控线机构(3)，所述配速控线机构(3)活动安装在安装底座(6)内腔中部，所述配速控线机构(3)包括控制箱(301)，所述控制箱(301)活动安装在安装底座(6)顶端前侧。2.根据权利要求1所述的一种大型配速随动自动保护装置，其特征在于：所述基座组件(1)还包括扶梯(102)和三角固定框(103)，两个所述扶梯(102)通过螺栓安装在固定机架(101)前侧，两个所述三角固定框(103)通过螺栓安装在第四安装板(107)顶端两侧。3.根据权利要求2所述的一种大型配速随动自动保护装置，其特征在于：两个所述三角固定框(103)内部通过轴承安装有滑轮(2)，所述固定机架(101)以滑轮(2)安装位置为承力点，能够承受的最大横向力不小于600KN，能够承受的最大垂向压力不小于800KN，所述固定机架(101)高度不低于6米，所述被保护设备(5)设置在地面。4.根据权利要求1所述的一种大型配速随动自动保护装置，其特征在于：所述配速控线机构(3)还包括棘轮(302)、绕线筒(303)、变径轮(304)、断电保护棘爪(305)、速控棘爪(306)、驱动电机(307)和固定板(308)，所述驱动电机(307)通过螺栓安装在安装底座(6)底端中部，所述驱动电机(307)两端中部设置有输出轴，且输出轴通过轴承安装在安装底座(6)内腔两端中部，四个所述绕线筒(303)通过螺栓安装在输出轴两端，所述棘轮(302)通过螺栓安装在绕线筒(303)外部四周，两个所述变径轮(304)通过螺栓安装在输出轴两端，四个所述速控棘爪(306)通过轴承安装在安装底座(6)前侧，四个所述速控棘爪(306)后侧抵靠在变径轮(304)前侧，四个所述固定板(308)底端通过螺栓安装在安装底座(6)顶端前侧，四个所述固定板(308)顶端通过螺栓安装在速控棘爪(306)前侧顶端，四个所述断电保护棘爪(305)通过轴承安装在安装底座(6)后侧。5.根据权利要求4所述的一种大型配速随动自动保护装置，其特征在于：所述变径轮(304)包括轮盘(3041)、滑块(3042)和弹簧(3043)，所述轮盘(3041)螺栓安装在输出轴两端，所述轮盘(3041)外部四周开设有若干个滑动槽，若干个所述滑块(3042)嵌合在滑动槽内部，若干个所述弹簧(3043)远离驱动电机(307)的输出轴的一端通过螺栓安装在滑块(3042)靠近驱动电机(307)的输出轴的一端，若干个所述弹簧(3043)靠近驱动电机(307)的输出轴的一端通过螺栓安装在滑动槽内部，所述滑块(3042)处于靠近轮盘(3041)圆心位置，所述变径轮(304)为小径状态，所述变径轮(304)高速旋转，所述弹簧(3043)拉力不足以提供滑块(3042)所需的向心力，所述滑块(3042)远离轮盘(3041)圆心，所述变径轮(304)为大径状态。6.根据权利要求4所述的一种大型配速随动自动保护装置，其特征在于：所述绕线筒(303)呈圆柱形筒状结构，所述绕线筒(303)外侧缠绕有钢丝绳(4)，所述绕线筒(303)在驱动电机(307)的带动下进行旋转运动，形成钢丝绳(4)的收放动作，所述钢丝绳(4)远离绕线筒(303)的一端穿过滑轮(2)连接被保护设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：计良，鲍佳蕾，苏鑫，王泽林，罗振兴，肖咏，
申请(专利权)人：北京航天新立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：