一种摩擦式卷扬机自动化控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及卷扬机排绳技术领域，具体涉及一种摩擦式卷扬机自动化控制系统。


背景技术：

2.卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在以电动卷扬机为主。可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。
3.常用的卷扬机主要由减速装置、卷扬机、储绳机、排绳机、操控装置、链轮组和电气系统组成。存在以下技术问题：
4.1、排绳机的排绳功能是通过往复丝杆来实现钢丝绳在储绳筒上多层缠绕的，往复丝杆的加工难度大。
5.2、在卷绳时储绳机储绳筒的每层在最后圈卷取时，无法将钢丝绳紧挨卷筒边缘卷取，导致卷取到多层时有落绳和卡绳现象。
6.3、在当同一台卷扬机更换不同规格的钢丝绳时，需要更换链轮组，导致用户需要有多套链轮组配件，且更换链轮组也比较麻烦。
7.4、当卷扬机工作时，卷扬机卷筒、储绳机储绳筒与钢丝绳排绳装置同时工作，储绳机电机工作在恒转矩模式，随着储绳筒上缠绕钢丝绳直径的变化出现钢丝绳卷取过松或过紧，甚至出现钢丝绳乱绳现象，需要人工干预调整，在使用过程中存在安全隐患。
8.5、由于排绳装置往复丝杆导程一定，与储绳机储绳筒联动的链轮组减速比也是一定的。在实际使用中钢丝绳的直径在受力拉伸后会有细微的变化，这就导致按原来的减速比和导程进行排绳时会使钢丝绳间的间隙变大，造成压绳、挤绳现象。


技术实现要素：

9.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种摩擦式卷扬机自动化控制系统，能够稳定有序地对钢绳进行排序和缠绕。
10.为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种摩擦式卷扬机自动化控制系统包括卷扬机、排绳机和储绳机，所述卷扬机包括第一电机，所述第一电机输出轴经减速器和开式齿轮组连接钢丝绳卷筒；所述储绳机包括第三电机，所述第三电机的输出轴经减速器和开式齿轮组连接储绳筒；
11.所述卷扬机的第一电机上设有第一转速传感器，所述卷扬机的钢丝绳卷筒上设有第一速度及位置传感器；
12.所述排绳机包括第二电机，所述第二电机输出轴经减速器连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的丝杠副上设有导向装置，所述第二电机上设有第二转速传感器，所述滚珠丝杆上设有第二速度及位置传感器，所述排绳机还包括用于检测导向装置位置的位置检测机构；
13.所述储绳机的储绳筒上设有第三速度及位置传感器，所述第三电机上设有第三转速传感器。
14.上述方案中：还包括plc控制柜和变频器柜，所述第一转速传感器转速检测输出端连接变频器柜卷扬变频器转速检测输入端，所述第一速度及位置传感器检测输出端连接plc控制柜钢丝绳卷筒速度及位置检测输入端，所述变频器柜卷扬变频器输出端连接卷扬机的第一电机输入端。通过第一转速传感器检测第一电机的转动速度，通过第一速度及位置传感器检测钢丝绳在卷扬机钢丝绳卷筒上的位置及放线速度。
15.上述方案中：所述第二转速传感器检测输出端连接变频器柜排绳变频器转速检测输入端，第二速度及位置传感器检测输出端连接plc控制柜排绳速度及位置检测输入端，所述第二电机输入端连接变频器柜排绳变频器输出端。通过第二转速传感器检测第二电机的转动速度，通过第二速度及位置传感器检测钢丝绳导向装置的位置及速度。
16.上述方案中：所述第三速度及位置传感器检测输出端连接plc控制柜储绳速度及位置检测输入端，所述第三转速传感器检测输出端连接变频器柜储绳变频器转速检测输入端，所述第三电机输入端连接变频器柜储绳变频器输出端。通过第三转速传感器检测第三电机的转动速度，通过第三速度及位置传感器检测钢丝绳在储绳筒上的位置及放线速度。
17.上述方案中：所述位置检测机构包括安装板，所述安装板从左向右依次设有左限位位置传感器、左减速位置传感器、右减速位置传感器和右限位位置传感器，左限位位置传感器检测输出端连接plc控制柜导向装置左限位检测输入端，左减速位置传感器检测输出端连接plc控制柜导向装置左减速检测输入端；右减速位置传感器检测输出端连接plc控制柜导向装置右减速检测输入端，右限位位置传感器检测输出端连接plc控制柜导向装置右限位检测输入端。
18.上述方案中：所述储绳筒采用恒张力控制模式。
19.上述方案中：还包括操作台，所述操作台上设有启停开关，启停开关的开关信号输出端连接plc控制柜开关信号输入端，plc控制柜启停信号输出端连接第一电机的启停输入端，所述第二电机启停输入端连接plc控制柜排绳机启停输出端，所述第三电机启停输入端连接plc控制柜储绳机启停输出端。即卷扬机为主动模式，排绳机和储绳机为随动模式，仅需要通过一个启停开关便能控制整个系统启停。并且配合度高，避免需要开关的电机过多而导致某个环节出现差错，提高系统的稳定性。
20.上述方案中：所述第一电机、第二电机和第三电机均为变频电机，所述第一转速传感器、第二转速传感器和第三转速传感器均为编码器。
21.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：能够通过plc有效监控第一电机、第二电机、第三电机的转速，用于实时检测储绳筒上所缠绕钢丝绳的直径，保证卷取钢丝绳张力的恒定。储绳筒、排绳机的速度根据主卷扬运行速度和储绳筒的卷取层数实时变化，能够根据储绳机储绳筒速度，计算出钢丝绳导向装置的运行速度，通过第二电机驱动钢丝绳排绳装置运行。
22.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
23.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.如图1所示，一种摩擦式卷扬机自动化控制系统，包括卷扬机1、排绳机2和储绳机4，卷扬机1包括第一电机1c，第一电机1c输出轴经减速器及开式齿轮组连接钢丝绳卷筒；排绳机2包括第二电机2c，第二电机2c输出端经减速器连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的丝杠副上设有钢丝绳导向装置2d，用于为钢丝绳定位。最好是，导向装置2d上设有滑轮，用于减小钢丝绳和导向装置2d之间的摩擦力；储绳机4包括第三电机4d，第三电机4d的输出端经减速器及开式齿轮组连接储绳筒4c。
27.还包括变频器柜7和plc控制柜5，第一电机1c、第二电机2c和第三电机4d均配备有变频器，分别为卷扬变频器、排绳变频器和储绳变频器，所有的变频器均安装在变频器柜7内。卷扬机1的第一电机1c上设有第一转速传感器1b，第一转速传感器1b转速检测输出端连接变频器柜7卷扬变频器转速检测输入端，卷扬机1的钢丝绳卷筒上设有第一速度及位置传感器1a，第一速度及位置传感器1a检测输出端连接plc控制柜5卷扬机钢丝绳卷筒速度及位置检测输入端，变频器柜7卷扬变频器输出端连接卷扬机1的第一电机1c输入端。
28.排绳机2的第二电机2c上设有第二转速传感器2b，第二转速传感器2b检测输出端连接变频器柜7排绳变频器转速检测输入端，第二电机2c输出轴经减速器连接滚珠丝杆，滚珠丝杆的上设有第二速度及位置传感器2a，第二速度及位置传感器2a检测输出端连接plc控制柜5排绳机速度及位置检测输入端，排绳机2还包括用于检测导向装置2d位置的位置检测机构。所述位置检测机构包括安装板6e，所述安装板6e从左向右依次设有左限位位置传感器6a、左减速位置传感器6b、右减速位置传感器6c和右限位位置传感器6d，左限位位置传感器6a检测输出端连接plc控制柜5导向装置左限位检测输入端，左减速位置传感器6b检测输出端连接plc控制柜5导向装置左减速检测输入端；右减速位置传感器6c检测输出端连接plc控制柜5导向装置右减速检测输入端，右限位位置传感器6d检测输出端连接plc控制柜5导向装置右限位检测输入端，第二电机2c驱动输入端连接变频器柜排绳变频器输出端。
29.储绳机4的储绳筒4c上设有第三速度及位置传感器4a，第三速度及位置传感器4a检测输出端连接plc控制柜5储绳机速度及位置检测输入端，第三电机4d上设有第三转速传感器4b，第三转速传感器4b检测输出端连接变频器柜7储绳变频器转速检测输入端，第三电机4d驱动输入端连接变频器柜储绳变频器输出端。
30.最好是，还包括操作台1d，所述操作台1d上设有启停开关，启停开关的开关信号输出端连接plc控制柜5开关信号输入端，plc控制柜5启停信号输出端连接第一电机1c的启停输入端，所述第二电机2c启停输入端连接plc控制柜5排绳机启停输出端，所述第三电机4c
启停输入端连接plc5控制柜储绳机启停输出端。即卷扬机为主动模式，排绳机和储绳机为随动模式，仅需要通过一个启停开关便能控制整个系统启停。并且配合度高，避免需要开关的电机过多而导致某个环节出现差错，提高系统的稳定性。
31.最好是，储绳筒采用恒张力控制模式。
32.具体的，变频器柜7卷扬变频器信号接收端连接plc控制柜5的第一电机变频信号输出端，变频器柜7排绳变频器信号接收端连接plc控制柜5的第二电机变频信号输出端，变频器柜7储绳变频器信号接收端连接plc控制柜5的第三电机变频信号输出端。
33.其中，第一速度及位置传感器1a、第二速度及位置传感器2a和第三速度及位置传感器4a均为绝对值编码器，具体型号为css58w
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0016。左限位位置传感器6a、左减速位置传感器6b、右减速位置传感器6c和右限位位置传感器6d的型号分别为lx19k
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222。
34.最好是，卷扬变频器、排绳变频器和储绳变频器的具体型号为yzp(f)132m2
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6，第一转速传感器1b、第二转速传感器2b和第三转速传感器4b均为编码器，具体型号为rvi58n
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011aba6xn
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500。
35.当卷扬机1运行时，通过卷扬机1上的第一速度及位置传感器1a实时检测钢丝绳3运行长度，通过plc控制柜5换算，实时显示卷扬吊物位置。再通过排绳机2的第二速度及位置传感器2a、左限位位置传感器6a、左减速位置传感器6b、右减速位置传感器6c和右限位位置传感器6d作为冗余，实时控制排绳机2上钢丝绳导向装置2d的换向及计算储绳筒4c的卷取层数。同时，还根据储绳筒4c转动速度，plc控制柜5计算出滚珠丝杠的转速，即调节导向装置2d左右移动的速度。
36.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。