控 制模塊均與所述PROFIBUS現(xiàn)場總線相連；所述協(xié)調(diào)控制模塊通過PROFIBUS現(xiàn)場總線分別 對所述吊運控制模塊、所述吊重防擺控制模塊和所述軌跡優(yōu)化控制模塊進行綜合協(xié)調(diào)控制 與安全保護； 所述驅(qū)動機構(gòu)的一端連接PROFIBUS現(xiàn)場總線、所述驅(qū)動機構(gòu)的另一端連接回轉(zhuǎn)式起 重機實體；所述協(xié)調(diào)控制模塊、所述吊運控制模塊、所述吊重防擺控制模塊以及所述軌跡優(yōu) 化控制模塊之間綜合協(xié)調(diào)后將驅(qū)動信息通過PROFIBUS現(xiàn)場總線送給所述驅(qū)動機構(gòu)，所述 驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)式起重機實體進行作業(yè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在 于，還包括：第一檢測機構(gòu)；所述第一檢測機構(gòu)的一端連接所述驅(qū)動機構(gòu)的另一端、所述 第一檢測機構(gòu)的另一端連接PROFIBUS現(xiàn)場總線；所述第一檢測機構(gòu)將檢測的信息通過 PROFIBUS現(xiàn)場總線傳遞給所述協(xié)調(diào)控制模塊； 所述驅(qū)動機構(gòu)包括：回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動機構(gòu)、俯仰運動驅(qū)動機構(gòu)和起升運動驅(qū)動機構(gòu)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在于， 還包括：第二檢測機構(gòu)；所述第二檢測機構(gòu)的一端連接回轉(zhuǎn)式起重機實體、所述第二檢測 機構(gòu)的另一端連接PROFIBUS現(xiàn)場總線；所述第二檢測機構(gòu)將檢測的信息通過PROFIBUS現(xiàn) 場總線傳遞到所述吊重防擺控制模塊。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在于， 還包括：第三檢測機構(gòu)；所述第三檢測機構(gòu)的一端連接回轉(zhuǎn)式起重機實體、所述第三檢測 機構(gòu)的另一端連接PROFIBUS現(xiàn)場總線；所述第三檢測機構(gòu)將檢測的信息通過PROFIBUS現(xiàn) 場總線傳遞到所述軌跡優(yōu)化控制模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述協(xié)調(diào)控制模塊包括上位PC機I和綜合協(xié)調(diào)控制器；所述上位PC機I與所述綜合 協(xié)調(diào)控制器相連，所述綜合協(xié)調(diào)控制器與所述PROFIBUS現(xiàn)場總線相連接； 所述吊運控制模塊包括控制面板、起重機主令控制器、和機構(gòu)運動控制器；所述控制面 板和所述起重機主令控制器均與所述機構(gòu)運動控制器相連接，所述機構(gòu)運動控制器與所述 PROFIBUS現(xiàn)場總線相連接； 所述吊重防擺控制模塊包括上位PC機II和吊重防擺控制器；所述上位PC機II與所述 吊重防擺控制器相連，所述吊重防擺控制器與所述PROFIBUS現(xiàn)場總線相連接； 所述軌跡優(yōu)化控制模塊包括上位PC機III和軌跡優(yōu)化控制器；所述上位PC機III與所述 軌跡優(yōu)化控制器相連，所述軌跡優(yōu)化控制器與所述PROFIBUS現(xiàn)場總線相連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一檢測機構(gòu)包括：回轉(zhuǎn)機構(gòu)光電編碼器、俯仰機構(gòu)光電編碼器和起升機構(gòu)光電編碼 器；所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)光電編碼器檢測所述回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動機構(gòu)的輸出，所述俯仰機構(gòu)光電編碼 器檢測所述俯仰運動驅(qū)動機構(gòu)的輸出，所述起升機構(gòu)光電編碼器檢測所述起升運動驅(qū)動機 構(gòu)的輸出。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二檢測機構(gòu)為吊重擺角測量裝置，包括：吊臂平面內(nèi)擺角測量裝置和吊臂平面外擺 角測量裝置；所述吊臂平面內(nèi)擺角測量裝置安裝在吊臂頂端；吊臂平面外擺角測量裝置安 裝在回轉(zhuǎn)中心軸上的吊臂末端下方。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述第三檢測機構(gòu)為吊重位置測量裝置，包括：吊臂回轉(zhuǎn)角度測量裝置和吊臂俯仰角度測 量裝置；所述吊臂回轉(zhuǎn)角度測量裝置安裝在吊臂左側(cè)；所述吊臂俯仰角度測量裝置安裝在 吊臂右側(cè)。9. 一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重的防擺防撞控制方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1，接通回轉(zhuǎn)式起重機控制系統(tǒng)電源，同時給軌跡優(yōu)化控制模塊的上位PC機III和 吊重防擺控制模塊的上位PC機II輸入給定值； 步驟2,所述給定值經(jīng)過軌跡優(yōu)化控制模塊的上位PC機III和吊重防擺控制模塊的上位PC機II轉(zhuǎn)化后分別對應(yīng)傳遞給軌跡優(yōu)化控制器和吊重防擺控制器，信息經(jīng)軌跡優(yōu)化控制器 優(yōu)化處理和吊重防擺控制器整形處理后傳遞到協(xié)調(diào)控制模塊的綜合協(xié)調(diào)控制器進行協(xié)調(diào) 處理； 步驟3,綜合協(xié)調(diào)控制器處理過的信息再傳遞到吊運控制模塊的機構(gòu)運動控制器、機構(gòu) 運動控制器將信息轉(zhuǎn)化處理后分別傳遞到回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動機構(gòu)、俯仰運動驅(qū)動機構(gòu)、起升運 動驅(qū)動機構(gòu)；所述回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動機構(gòu)、俯仰運動驅(qū)動機構(gòu)、起升運動驅(qū)動機構(gòu)根據(jù)傳遞過來 的驅(qū)動信息進行相應(yīng)的動作，回轉(zhuǎn)式起重機實體進入作業(yè)狀態(tài)； 步驟4,回轉(zhuǎn)機構(gòu)光電編碼器實時檢測回轉(zhuǎn)機構(gòu)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)數(shù)n1;俯仰機構(gòu)光電編碼 器實時檢測俯仰機構(gòu)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)數(shù)n2;起升機構(gòu)光電編碼器實時檢測起升機構(gòu)驅(qū)動電機 的轉(zhuǎn)數(shù)n3; 步驟5,將叫、叫和n3信息通過PROFIBUS現(xiàn)場總線傳遞到協(xié)調(diào)控制模塊的綜合協(xié)調(diào)控 制器中進行對比計算； 步驟6,吊臂平面內(nèi)擺角測量裝置實時檢測作業(yè)過程中吊重在吊臂平面內(nèi)的擺角0 1; 吊臂平面外擺角測量裝置實時檢測作業(yè)過程中吊重在吊臂平面外的擺角0 2; 步驟7,將擺角0:和0 2的信息通過PROFIBUS現(xiàn)場總線傳遞到吊重防擺控制模塊的 吊重防擺控制器中進行對比計算； 步驟8,吊臂回轉(zhuǎn)角度測量裝置實時檢測作業(yè)過程中吊臂的回轉(zhuǎn)角度a;吊臂俯仰角 度測量裝置實時檢測作業(yè)過程中吊臂的俯仰角度0 ; 步驟9,將回轉(zhuǎn)角度a和俯仰角度0的信息通過PROFIBUS現(xiàn)場總線傳遞到軌跡優(yōu)化 控制模塊的軌跡優(yōu)化控制器中進行對比計算； 步驟10,將步驟5、步驟7、步驟9的計算結(jié)果傳遞到吊運控制模塊的機構(gòu)運動控制器 中，機構(gòu)運動控制器發(fā)出相應(yīng)的指令來驅(qū)動回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動機構(gòu)、俯仰運動驅(qū)動機構(gòu)和起升 運動驅(qū)動機構(gòu)； 步驟11，回轉(zhuǎn)運動驅(qū)動機構(gòu)、俯仰運動驅(qū)動機構(gòu)和起升運動驅(qū)動機構(gòu)通過改變相應(yīng)的 參數(shù)來調(diào)整吊重作近似直線運行軌跡、以及調(diào)整所述運行軌跡下的吊重的擺動在允許的范 圍內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回轉(zhuǎn)式起重機吊重防擺防撞的控制系統(tǒng)及控制方法，包括協(xié)調(diào)控制模塊、吊運控制模塊、吊重防擺控制模塊、軌跡優(yōu)化控制模塊、PROFIBUS現(xiàn)場總線、驅(qū)動機構(gòu)、第一檢測機構(gòu)、第二檢測機構(gòu)以及第三檢測機構(gòu)；協(xié)調(diào)控制模塊、吊運控制模塊、吊重防擺控制模塊及軌跡優(yōu)化控制模塊均與PROFIBUS現(xiàn)場總線相連；驅(qū)動機構(gòu)的一端連接PROFIBUS現(xiàn)場總線、另一端連接起重機實體；協(xié)調(diào)控制模塊、吊運控制模塊、吊重防擺控制模塊以及軌跡優(yōu)化控制模塊之間協(xié)調(diào)后將驅(qū)動信息送給驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)式起重機實體進行作業(yè)，三個檢測機構(gòu)檢測驅(qū)動機構(gòu)信息及起重機作業(yè)狀態(tài)信息、并反饋至相關(guān)控制模塊，形成三個閉環(huán)控制。較好地實現(xiàn)吊重作業(yè)過程的防擺和防撞功能。
【IPC分類】B66C15/04, B66C13/48, B66C13/16, B66C13/06
【公開號】CN105217454
【申請?zhí)枴緾N201510676187
【發(fā)明人】姜銀方, 姜文帆, 姬勝杰
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月19日